KR102495161B1 - Pyrimidine derivative and organic electroluminescence element - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 하기 일반식 (1) 에 의해 나타내지는 피리미딘 유도체가 제공된다. 본 발명의 피리미딘 유도체는 신규 화합물이고, (1) 양호한 전자 주입 특성, (2) 높은 전자 이동도, (3) 우수한 정공 차단 특성, (4) 박막 형태로의 양호한 안정성, 및 (5) 우수한 내열성을 특징으로 한다.
According to the present invention, a pyrimidine derivative represented by the following general formula (1) is provided. The pyrimidine derivatives of the present invention are novel compounds and exhibit (1) good electron injection properties, (2) high electron mobility, (3) excellent hole blocking properties, (4) good stability in the form of thin films, and (5) excellent Characterized by heat resistance.
Description
본 발명은 유기 전계발광 소자의 제조에 적합한 화합물 및 유기 전계발광 소자 (본원 이하 종종 유기 EL 소자로 불림) 에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 피리미딘 유도체 및 상기 피리미딘 유도체를 사용하는 유기 EL 소자에 관한 것이다.The present invention relates to compounds suitable for the production of organic electroluminescent devices and to organic electroluminescent devices (hereafter often referred to as organic EL devices). More specifically, the present invention relates to a pyrimidine derivative and an organic EL device using the pyrimidine derivative.
유기 EL 소자는 좀더 선명한 디스플레이를 실현하는 것을 가능하게 하는, 액정 소자보다 높은 밝기 및 높은 시인성을 특징으로 하는 자가 발광 소자이고, 따라서 활발하게 연구되고 있다.An organic EL element is a self-luminous element characterized by higher brightness and higher visibility than a liquid crystal element, which makes it possible to realize a clearer display, and is therefore being actively studied.
1987 년에, 이스트먼 코닥 (Eastman Kodak Company) 의 C. W. Tang et al. 이 개별적인 역할을 분담할 각종 재료를 포함하는 적층된 구조 소자를 개발하고, 유기 재료를 사용하는 유기 EL 소자를 실행에 옮겼다. 상기 유기 EL 소자는 전자를 수송할 수 있는 형광체 및 정공을 수송할 수 있는 유기 재료의 층을 적층함으로써 구성된다. 이러한 배열 때문에, 유기 EL 소자는 양전하 및 음전하를 형광체의 층 내로 주입하여 광 방출을 수행함으로써, 이에 의해 10V 이하의 전압에서 1,000 cd/㎡ 이상의 고 휘도를 수득하도록 조정된다.In 1987, Eastman Kodak Company's C. W. Tang et al. Layered structure elements comprising various materials to share these individual roles have been developed, and organic EL elements using organic materials have been put into practice. The organic EL element is constructed by laminating layers of a phosphor capable of transporting electrons and an organic material capable of transporting holes. Because of this arrangement, the organic EL element is tuned to inject positive and negative charges into a layer of phosphor to perform light emission, thereby obtaining a high luminance of 1,000 cd/
현재까지, 유기 EL 소자의 실용화에 많은 개선이 이루어지고 있다. 예를 들어, 일반적으로 고 효율 및 내구성이 각각의 층에 의해 주어지는 역할이 추가로 분절되는 적층된 구조를 갖는, 즉, 기판 상에 애노드, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 및 캐소드를 갖는, 전계발광 소자에 의해 달성될 수 있다는 것이 잘 알려져 있다.To date, many improvements have been made in the practical use of organic EL devices. For example, high efficiency and durability generally have a layered structure in which the role given by each layer is further segmented, i.e., an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, electron injection on a substrate It is well known that this can be achieved by an electroluminescent device, having a layer, and a cathode.
발광 효율을 추가로 개선하기 위해, 삼중항 엑시톤을 이용하는 시도가 행해져왔고, 인광 발광 화합물을 이용하는 방향의 연구도 진행되고 있다. 추가로, 열 활성화 지연 형광 (TADF) 기반의 발광을 이용하는 소자도 개발되고 있다. 2011 년에, 규슈 대학교 (Kyushu University) 의 Adachi et al. 은 열 활성화 지연 형광 재료를 포함하는 소자를 사용함으로써 5.3% 의 외부 양자 효율을 실현시켰다.In order to further improve the luminous efficiency, attempts using triplet excitons have been made, and research in the direction of using phosphorescent emitting compounds is also progressing. Additionally, devices using heat-activated delayed fluorescence (TADF)-based light emission are also being developed. In 2011, Adachi et al. of Kyushu University. realized an external quantum efficiency of 5.3% by using a device comprising a thermally activated delayed fluorescent material.
발광층은 통상, 지연 형광을 방출하는 형광 화합물, 인광 발광 화합물 또는 재료로 호스트 재료라고 불리는 전하 수송 화합물을 도핑함으로써 제조된다. 유기 EL 소자 중의 유기 재료의 선택은 소자의 특성, 예컨대 효율 및 내구성에 심각하게 영향을 준다.The light emitting layer is usually prepared by doping a charge transport compound called a host material with a fluorescent compound, a phosphorescent light emitting compound or a material that emits delayed fluorescence. The selection of organic materials in an organic EL device seriously affects the characteristics of the device, such as efficiency and durability.
유기 EL 소자에서, 양쪽 전극으로부터 주입된 전하는 발광층에서 함께 조합되어 빛을 방출한다. 그러므로 유기 EL 소자에서, 중요한 것은 정공 및 전자의 전하가 발광층을 어떻게 효율적으로 통과하느냐이다. 전자 주입 특성을 향상시키고, 이의 이동도를 향상시키고, 따라서, 정공 및 전자의 재조합의 가능성을 향상시키고, 추가로, 발광층에서 형성되는 엑시톤을 국한시킬 때, 높은 발광 효율을 얻는 것이 가능하다. 즉, 전자 수송 재료는 중요한 역할을 한다. 그러므로, 높은 전자 주입 특성, 높은 전자 이동도, 높은 정공 차단 특성 및 정공에 대항하는 큰 내구성을 갖는 전자 수송 재료를 제공하는 것이 요구되고 있다.In an organic EL device, charges injected from both electrodes are combined together in a light emitting layer to emit light. Therefore, in organic EL devices, what is important is how efficiently the charges of holes and electrons pass through the light emitting layer. It is possible to obtain high luminous efficiency when improving electron injection characteristics, improving their mobility, and thus improving the possibility of recombination of holes and electrons, and further confining excitons formed in the light emitting layer. That is, the electron transport material plays an important role. Therefore, it is desired to provide an electron transport material having high electron injection properties, high electron mobility, high hole blocking properties, and high durability against holes.
소자 수명에 대해서는, 추가로, 재료의 내열성 및 무정형이 또한 중요한 인자로서 담당한다. 낮은 내열성을 갖는 재료는 소자가 구동될 때 발생되는 열로 인해 심지어 저온에서도 열적으로 분해되는데 적용되고, 악화된다. 낮은 무정형을 갖는 재료는 그의 박막이 심지어 단기간의 시간에서 결정화되고 따라서, 소자가 악화되도록 한다. 따라서, 사용하고자 하는 재료는 높은 내열성 및 양호한 무정형을 가져야만 한다.Regarding device lifetime, in addition, the heat resistance and amorphous form of the material also play important factors. A material having low heat resistance is subjected to thermal decomposition even at a low temperature due to the heat generated when the element is driven, and is deteriorated. A material with low amorphousness causes its thin film to crystallize even in a short period of time and thus causes the device to deteriorate. Therefore, the material to be used must have high heat resistance and good amorphousness.
대표적인 발광 재료인 트리스(8-히드록시퀴놀린) 알루미늄 (Alq) 은 또한 일반적으로 전자 수송 재료로서 사용되지만 정공 차단 특성이 만족스럽지 않다.Tris(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq), a typical luminescent material, is also commonly used as an electron transport material, but its hole blocking properties are not satisfactory.
정공 차단층의 삽입 방법은 발광층 내의 전하의 재조합 가능성을 향상시키기 위해 정공이 발광층을 부분적으로 통과하는 것을 방지하기 위한 측정법 중 하나이다. 정공 차단층을 형성하는데 사용되는 정공 차단 재료로서, 지금까지는 트리아졸 유도체 (예를 들어, 특허 문헌 1 참고), 바소쿠프로인 (bathocuproin: BCP), 알루미늄의 혼합된 리간드 복합체 [알루미늄 (III) 비스(2-메틸-8-퀴놀리네이토)-4-페닐 페놀레이트 (BAlq) 등이 알려져 있다.The insertion method of the hole blocking layer is one of the measurement methods for preventing holes from partially passing through the light emitting layer in order to improve the possibility of recombination of charges in the light emitting layer. As a hole blocking material used to form a hole blocking layer, so far a triazole derivative (see, for example, Patent Document 1), bathocuproin (BCP), a mixed ligand complex of aluminum [aluminum (III) Bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenyl phenolate (BAlq) and the like are known.
추가로, 우수한 정공 차단 특성을 갖는 전자 수송 재료로서 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸 (TAZ) (특허 문헌 2 참고) 이 알려져 있다. TAZ 는 6.6 eV 정도의 큰 일함수 및 큰 정공 차단력을 갖는다. 따라서, TAZ 는 전자 수송 특성을 갖는 정공 차단 재료로서 사용되고, 진공 증발에 의해 또는 코팅에 의해 제조된 형광 발광층 또는 인광 발광층의 캐소드 면 상에 적층되고, 유기 EL 소자의 효율을 개선하는데 기여하고 있다. 그러나, 이의 낮은 전자 수송 특성의 심각한 문제 때문에, TAZ 는 더 높은 전자 수송 특성을 갖는 전자 수송 재료와 조합으로 사용되어야만 했다.Additionally, 3-(4-biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-t-butylphenyl)-1,2,4-triazole (TAZ) as an electron transport material having excellent hole blocking properties ( See Patent Document 2) is known. TAZ has a large work function of about 6.6 eV and a large hole blocking force. Therefore, TAZ is used as a hole blocking material having electron transport properties, and is laminated on the cathode face of a fluorescent light emitting layer or a phosphorescent light emitting layer prepared by vacuum evaporation or by coating, and contributes to improving the efficiency of organic EL devices. However, because of the serious problem of its low electron transport property, TAZ had to be used in combination with an electron transport material having a higher electron transport property.
BCP 는 반면에, 6.7 eV 정도의 큰 일함수 및 큰 정공 차단력, 그러나 83℃ 정도의 낮은 유리 전이 온도 (Tg) 를 갖는다. 따라서 박막의 형태에서, BCP 는 안정성이 결핍되고 여전히 정공 차단층으로서 충분히 작동한다고 말할 수 없다.BCP, on the other hand, has a large work function of the order of 6.7 eV and a large hole blocking power, but a low glass transition temperature (Tg) of the order of 83°C. Therefore, in the form of a thin film, BCP lacks stability and still cannot be said to function sufficiently as a hole blocking layer.
상기 기재된 바와 같이, 재료는 이것이 막 (film) 으로 형성될 때 안정성이 여전히 결핍되거나 또는 정공을 충분한 정도로 차단하는 기능이 결핍된다. 유기 EL 소자의 특징을 향상시키기 위해, 따라서, 전자 주입/수송 성능 및 정공 차단력이 뛰어나고, 박막의 형태로의 높은 안정성을 특징으로 하는 유기 화합물을 제공하는 것이 요망된다. As described above, the material still lacks stability when it is formed into a film or lacks a function of blocking holes to a sufficient extent. In order to improve the characteristics of organic EL devices, therefore, it is desired to provide organic compounds that are excellent in electron injection/transport performance and hole blocking ability and are characterized by high stability in the form of thin films.
본 발명의 과제는 우수한 특성을 갖는, 즉, 전자 주입/수송 성능이 뛰어나고, 정공 차단력 및 박막의 형태로의 높은 안정성을 특징으로 하고, 유기 EL 소자의 제조를 위한 재료로서 사용될 수 있는 유기 화합물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an organic compound that has excellent properties, that is, excellent electron injection/transport performance, hole blocking ability and high stability in the form of a thin film, and which can be used as a material for the manufacture of an organic EL device. is to provide
본 발명의 또다른 과제는 상기 화합물을 사용함으로써 높은 효율, 낮은 구동 전압 및 큰 내구성을 특징으로 하는 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an organic EL device characterized by high efficiency, low driving voltage and great durability by using the compound.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명자는 피리미딘 고리가 전자에 대한 친화성을 갖고, 피리미딘 고리의 질소 원자가 금속 상에 배위될 수 있으며, 피리미딘 고리가 우수한 내열성을 갖는다는 것에 주목하였다. 본 발명자는, 추가로 피리미딘 고리 구조를 갖는 화합물을 디자인하고 화학적으로 합성하였고, 실험 기반으로 상기 화합물을 사용함으로써 다양한 유기 EL 소자를 제조하였고, 소자의 특성을 날카롭게 평가하였다. 그 결과로, 본 발명자는 본 발명을 완성하였다. In order to achieve the above object, the present inventors noted that the pyrimidine ring has an affinity for electrons, the nitrogen atom of the pyrimidine ring can be coordinated on a metal, and the pyrimidine ring has excellent heat resistance. The present inventors further designed and chemically synthesized a compound having a pyrimidine ring structure, prepared various organic EL devices by using the compound on an experimental basis, and sharply evaluated the characteristics of the device. As a result, the present inventors have completed the present invention.
즉, 본 발명에 따르면, 하기 일반식 (1) 에 의해 나타내지는 피리미딘 유도체가 제공된다:That is, according to the present invention, a pyrimidine derivative represented by the following general formula (1) is provided:
(식 중,(In the expression,
Ar1 및 Ar2 는 각각, 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,Ar 1 and Ar 2 are each an aromatic hydrocarbon group or a condensed polycyclic aromatic group;
Ar3 은 수소 원자, 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,Ar 3 is a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group or a condensed polycyclic aromatic group;
A1 및 A2 는 각각, 2가 방향족 탄화수소 기 또는 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,A 1 and A 2 are each a divalent aromatic hydrocarbon group or a divalent condensed polycyclic aromatic group;
A3 은 2가 방향족 탄화수소 기, 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기, 또는 단일 결합이고,A 3 is a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent condensed polycyclic aromatic group, or a single bond;
B 는 방향족 헤테로시클릭 기임).B is an aromatic heterocyclic group).
본 발명의 피리미딘 유도체에서,In the pyrimidine derivatives of the present invention,
1) 피리미딘 유도체가 하기 일반식 (1-1) 에 의해 나타내지는 것1) A pyrimidine derivative represented by the following general formula (1-1)
(식 중,(In the expression,
Ar1 내지 Ar3, A1 내지 A3 및 B 가 상기 일반식 (1) 에서 정의된 바와 같음);Ar 1 to Ar 3 , A 1 to A 3 and B are as defined in the general formula (1) above);
2) 피리미딘 유도체가 하기 일반식 (1-2) 에 의해 나타내지는 것,2) A pyrimidine derivative represented by the following general formula (1-2);
(식 중,(In the expression,
Ar1 내지 Ar3, A1 내지 A3 및 B 가 상기 일반식 (1) 에서 정의된 바와 같음);Ar 1 to Ar 3 , A 1 to A 3 and B are as defined in the general formula (1) above);
3) A1 또는 A2 가 페닐렌 기인 것;3) A 1 or A 2 is a phenylene group;
4) A1 및 A2 가 페닐렌 기인 것;4) A 1 and A 2 are phenylene groups;
5) A1 또는 A2 가 나프틸렌 기인 것;5) A 1 or A 2 is a naphthylene group;
6) B 가 피리딜 기, 비피리딜 기, 터피리딜 기, 피리미디닐 기, 피라디닐 기, 트리아디닐 기, 피롤릴 기, 피라졸릴 기, 이미다졸릴 기, 푸릴 기, 티에닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 퀴녹살리닐 기, 퀴나졸리닐 기, 나프티리디닐 기, 인돌릴 기, 벤조이미다졸릴 기, 벤조트리아졸릴 기, 벤조푸라닐 기, 벤조티에닐 기, 벤족사졸릴 기, 벤조티아졸릴 기, 벤조티아디아졸릴 기, 피리도피롤릴 기, 피리도이미다졸릴 기, 피리도트리아졸릴 기, 아크리디닐 기, 페나디닐 기, 페난트롤리닐 기, 페녹사디닐 기, 페노티아디닐 기, 카르바졸릴 기, 카르볼리닐 기, 디벤조푸라닐 기 또는 디벤조티에닐 기인 것; 6) B is a pyridyl group, bipyridyl group, terpyridyl group, pyrimidinyl group, pyradidinyl group, triadinyl group, pyrrolyl group, pyrazolyl group, imidazolyl group, furyl group, thie Nyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, quinoxalinyl group, quinazolinyl group, naphthyridinyl group, indolyl group, benzoimidazolyl group, benzotriazolyl group, benzofuranyl group, benzothienyl group, benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, benzothiadiazolyl group, pyridopyrrolyl group, pyridoimidazolyl group, pyridotriazolyl group, acridinyl group, phenadinyl group, phenanthrolinyl group, those with a phenoxadinyl group, a phenothiadinyl group, a carbazolyl group, a carbolinyl group, a dibenzofuranyl group or a dibenzothienyl group;
7) Ar2 가 페닐 기인 것;7) Ar 2 is a phenyl group;
8) Ar2 가 축합 폴리시클릭 방향족 기 및, 구체적으로, 나프틸 기 또는 페난트레닐 기인 것; 8) Ar 2 is a condensed polycyclic aromatic group and, specifically, a naphthyl group or a phenanthrenyl group;
9) Ar3 이 수소 원자인 것;9) Ar 3 is a hydrogen atom;
10) Ar1 이 치환기 (상기 치환기는 치환기를 갖지 않는 축합 폴리시클릭 방향족 기인 페닐 기에 의해 소유됨) 를 갖는 페닐 기인 것; 및10) Ar 1 is a phenyl group having a substituent (the substituent being possessed by a phenyl group which is a condensed polycyclic aromatic group having no substituent); and
11) Ar1 이 축합 폴리시클릭 방향족 기 및, 구체적으로, 치환기를 갖지 않는 축합 폴리시클릭 방향족 기인 것11) Ar 1 is a condensed polycyclic aromatic group and, specifically, a condensed polycyclic aromatic group having no substituent
이 바람직하다.this is preferable
본 발명에 따르면, 추가로, 한 쌍의 전극 및 그 안에 유지된 하나 이상의 유기층, 피리미딘 유도체를 함유하는 하나 이상의 유기층을 갖는 유기 EL 소자가 제공된다. According to the present invention, there is further provided an organic EL device having a pair of electrodes and at least one organic layer held therein, and at least one organic layer containing a pyrimidine derivative.
본 발명의 유기 EL 소자에서, 피리미딘 유도체를 함유하는 유기층이 전자 수송층, 정공 차단층, 발광층 또는 전자 주입층인 것이 바람직하다. In the organic EL device of the present invention, it is preferable that the organic layer containing the pyrimidine derivative is an electron transport layer, a hole blocking layer, a light emitting layer or an electron injection layer.
본 발명의 피리미딘 유도체는 신규 화합물이고 (1) 양호한 전자 주입 특성, (2) 높은 전자 이동도, (3) 우수한 정공 차단력, (4) 그의 박막 형태로의 양호한 안정성, 및 (5) 우수한 내열성을 특징으로 한다. 구체적으로, 하기 나타내는 실시예에서 입증되듯이, 본 발명의 피리미딘 유도체는 통상의 정공 수송 재료에 의해 나타내지는 5.5 eV 의 일함수보다 약 1 이 더 큰 일함수를 나타내고, 따라서 매우 높은 정공 차단력을 갖는다. The pyrimidine derivative of the present invention is a novel compound and has (1) good electron injection properties, (2) high electron mobility, (3) excellent hole blocking ability, (4) good stability in its thin film form, and (5) excellent heat resistance. characterized by Specifically, as demonstrated in the Examples shown below, the pyrimidine derivatives of the present invention exhibit a work function greater than that of 5.5 eV exhibited by conventional hole transport materials by about 1, and therefore exhibit very high hole blocking power. have
통상의 재료와 비교되듯이, 본 발명의 피리미딘 유도체는 호의적인 전자 주입 특성을 갖고, 높은 전자 이동도를 특징으로 한다. 그러므로, 본 발명의 피리미딘 유도체가 유기 EL 소자의 전자 주입층 및/또는 전자 수송층을 구성하기 위한 재료로서 사용되는 경우, 전자는 전자 수송층으로부터 발광층 내로 고도로 효과적으로 수송되어 발광 효율을 향상시키고, 동시에, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고 내구성을 향상시키는데 기여한다.As compared to conventional materials, the pyrimidine derivatives of the present invention have favorable electron injection properties and are characterized by high electron mobility. Therefore, when the pyrimidine derivative of the present invention is used as a material for constituting the electron injection layer and/or the electron transport layer of an organic EL device, electrons are highly effectively transported from the electron transport layer into the light emitting layer to improve the luminous efficiency, and at the same time, It contributes to lowering the driving voltage of the organic EL element and improving durability.
본 발명의 피리미딘 유도체는 통상의 재료의 것에 비해 우수한 정공 차단력 뿐 아니라 우월한 전자 수송 특성을 갖고, 게다가, 그들의 박막의 형태로 매우 안정하게 남아있다. 유기 EL 소자의 정공 차단층을 구성하는 재료로서 본 발명의 피리미딘 유도체를 사용함으로써, 따라서, 유기 EL 소자는 감소된 전압에 대해 구동되고, 전류에 대항하여 향상된 저항성 및 높은 발광 효율을 유지하면서도 향상된 최대 밝기를 나타낸다. The pyrimidine derivatives of the present invention have excellent hole blocking ability as well as superior electron transport properties compared to those of conventional materials, and, moreover, remain very stable in the form of their thin films. By using the pyrimidine derivative of the present invention as a material constituting the hole blocking layer of an organic EL device, therefore, an organic EL device can be driven for a reduced voltage, while maintaining improved resistance against current and high luminous efficiency, while maintaining high luminous efficiency. Indicates maximum brightness.
본 발명의 피리미딘 유도체는 통상의 재료의 것보다 더 높은 전자 수송 특성 및 더 넓은 밴드 갭을 갖고, 유기 EL 소자의 발광층을 구성하는 재료로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 발광층의 호스트 재료로서 사용되는 경우, 본 발명의 피리미딘 유도체는 도판트라고 불리는 형광 발광체 또는 인광 발광체를 보유할 수 있다. 그러므로, 감소된 전압에 대해 구동되고 향상된 발광 효율을 특징으로 하는 유기 EL 소자가 실현될 수 있다. The pyrimidine derivatives of the present invention have higher electron transport properties and wider band gaps than those of conventional materials, and can be used as materials constituting light emitting layers of organic EL devices. Specifically, when used as a host material of a light emitting layer, the pyrimidine derivative of the present invention may have a fluorescent light emitting material or a phosphorescent light emitting material called a dopant. Therefore, an organic EL element driven for a reduced voltage and characterized by improved luminous efficiency can be realized.
본 발명의 유기 EL 소자는 통상의 전자 수송 재료의 것보다 더 높은 전자 주입력, 더 큰 이동도, 더 큰 정공 차단 특성, 정공에 대항하는 더 높은 안정성 및 박막의 형태로의 더 높은 안정성을 갖는 피리미딘 유도체를 사용한다. 그러므로, 유기 EL 소자는 발광층에 형성된 엑시톤을 국한시키고, 정공과 전자와의 재조합의 가능성을 향상시키고, 높은 발광 효율 및 높은 동력 효율을 획득하고, 그 결과로서, 휘도 출발 전압 및 실행가능한 구동 전압을 저하시키고, 연장된 소자 수명을 실현할 수 있다.The organic EL device of the present invention has higher electron injection power, greater mobility, greater hole blocking properties, higher stability against holes and higher stability in the form of a thin film than those of conventional electron transport materials. Pyrimidine derivatives are used. Therefore, the organic EL device confines the excitons formed in the light emitting layer, improves the possibility of recombination with holes and electrons, obtains high luminous efficiency and high power efficiency, and as a result, luminance starting voltage and feasible driving voltage reduction, and an extended device lifetime can be realized.
[도 1] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 1 내지 화합물 5 를 보여주는 도해.
[도 2] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 6 내지 화합물 10 을 보여주는 도해.
[도 3] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 11 내지 화합물 15 를 보여주는 도해.
[도 4] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 16 내지 화합물 20 을 보여주는 도해.
[도 5] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 21 내지 화합물 26 을 보여주는 도해.
[도 6] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 27 내지 화합물 32 를 보여주는 도해.
[도 7] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 33 내지 화합물 37 을 보여주는 도해.
[도 8] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 38 내지 화합물 42 를 보여주는 도해.
[도 9] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 43 내지 화합물 47 을 보여주는 도해.
[도 10] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 48 내지 화합물 52 를 보여주는 도해.
[도 11] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 53 내지 화합물 57 을 보여주는 도해.
[도 12] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 58 내지 화합물 62 를 보여주는 도해.
[도 13] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 63 내지 화합물 67 을 보여주는 도해.
[도 14] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 68 내지 화합물 72 를 보여주는 도해.
[도 15] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 73 내지 화합물 76 을 보여주는 도해.
[도 16] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 77 내지 화합물 80 을 보여주는 도해.
[도 17] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 81 내지 화합물 85 를 보여주는 도해.
[도 18] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 86 내지 화합물 90 을 보여주는 도해.
[도 19] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 91 내지 화합물 95 를 보여주는 도해.
[도 20] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 96 내지 화합물 100 을 보여주는 도해.
[도 21] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 101 내지 화합물 105 를 보여주는 도해.
[도 22] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 106 내지 화합물 110 을 보여주는 도해.
[도 23] 본 발명의 피리미딘 유도체인 화합물 111 내지 화합물 113 을 보여주는 도해.
[도 24] 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 의 1H-NMR 차트.
[도 25] 실시예 2 의 화합물 (화합물 2) 의 1H-NMR 차트.
[도 26] 실시예 3 의 화합물 (화합물 29) 의 1H-NMR 차트.
[도 27] 본 발명의 유기 EL 소자의 구성을 예시하는 도면. [Figure 1]
[Figure 2]
[Figure 3]
[Figure 4] Diagrams showing compounds 16 to 20, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 5]
[Figure 6] Diagrams showing compounds 27 to 32, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 7]
[Figure 8]
[Figure 9]
[Figure 10]
[Figure 11] A diagram showing compounds 53 to 57, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 12]
[Figure 13] Diagrams showing compounds 63 to 67, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 14] Diagrams showing compounds 68 to 72, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 15] Diagrams showing compounds 73 to 76, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 16] Diagrams showing compounds 77 to 80, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 17]
[Figure 18] Diagram showing compounds 86 to 90, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 19]
[Figure 20] Diagrams showing compounds 96 to 100, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 21] Diagrams showing compounds 101 to 105, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 22] Diagrams showing compounds 106 to 110, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
[Figure 23] Diagrams showing compounds 111 to 113, which are pyrimidine derivatives of the present invention.
24] 1 H-NMR chart of the compound of Example 1 (Compound 1).
25] 1 H-NMR chart of the compound of Example 2 (Compound 2).
[Fig. 26] 1 H-NMR chart of the compound of Example 3 (Compound 29).
[Fig. 27] A diagram illustrating the configuration of an organic EL element of the present invention.
본 발명의 피리미딘 유도체는 피리미딘 고리 구조를 갖는 신규 화합물이고 하기 일반식 (1) 에 의해 나타내어진다.The pyrimidine derivative of the present invention is a novel compound having a pyrimidine ring structure and is represented by the following general formula (1).
바람직하게는, 본 발명의 피리미딘 유도체는 하기 일반식 (1-1) 또는 일반식 (1-2) 에 의해 나타내어지는 구조를 갖는다.Preferably, the pyrimidine derivative of the present invention has a structure represented by the following general formula (1-1) or general formula (1-2).
상기 일반식 (1), (1-1) 및 (1-2) 에서, In the above general formulas (1), (1-1) and (1-2),
Ar1 및 Ar2 는 각각, 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,Ar 1 and Ar 2 are each an aromatic hydrocarbon group or a condensed polycyclic aromatic group;
Ar3 은 수소 원자, 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,Ar 3 is a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group or a condensed polycyclic aromatic group;
A1 및 A2 는 각각, 2가 방향족 탄화수소 기 또는 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기이고,A 1 and A 2 are each a divalent aromatic hydrocarbon group or a divalent condensed polycyclic aromatic group;
A3 은 2가 방향족 탄화수소 기, 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기, 또는 단일 결합이고,A 3 is a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent condensed polycyclic aromatic group, or a single bond;
B 는 방향족 헤테로시클릭 기이다.B is an aromatic heterocyclic group.
<Ar1 내지 Ar3><Ar 1 to Ar 3 >
Ar1 내지 Ar3 에 의해 나타내지는 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기로서, 구체적으로 페닐 기, 비페닐릴 기, 터페닐릴 기, 테트라키스페닐 기, 스티릴 기, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기, 플루오레닐 기, 인데닐 기, 피레닐 기, 페릴레닐 기, 플루오란테닐 기, 트리페닐에닐 기, 스피로비플루오레닐 기 등이 예시될 수 있다.As an aromatic hydrocarbon group or condensed polycyclic aromatic group represented by Ar 1 to Ar 3 , specifically a phenyl group, a biphenylyl group, a terphenylyl group, a tetrakisphenyl group, a styryl group, a naphthyl group, anthracenyl group, acenaphthenyl group, phenanthrenyl group, fluorenyl group, indenyl group, pyrenyl group, perylenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, spirobifluorenyl group, etc. are exemplified. It can be.
Ar1 내지 Ar3 에 의해 나타내지는 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기는 치환될 수 없거나, 또는 치환기를 가질 수 있다. 치환기로서, 중수소 원자, 시아노 기 및 니트로 기에 더해 하기 기가 예시될 수 있다.The aromatic hydrocarbon group or condensed polycyclic aromatic group represented by Ar 1 to Ar 3 may be unsubstituted or may have a substituent. As the substituent, the following groups can be exemplified in addition to a deuterium atom, a cyano group and a nitro group.
할로겐 원자, 예컨대 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자;halogen atoms such as fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms and iodine atoms;
1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 예컨대 메틸 기, 에틸 기, n-프로필 기, 이소프로필 기, n-부틸 기, 이소부틸 기, tert-부틸 기, n-펜틸 기, 이소펜틸 기, 네오펜틸 기 및 n-헥실 기;Alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, such as methyl groups, ethyl groups, n-propyl groups, isopropyl groups, n-butyl groups, isobutyl groups, tert-butyl groups, n-pentyl groups, isopentyl groups, neopentyl group and n-hexyl group;
1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬옥시 기, 예컨대 메틸옥시 기, 에틸옥시 기 및 프로필옥시 기;alkyloxy groups having 1 to 6 carbon atoms, such as methyloxy groups, ethyloxy groups and propyloxy groups;
알케닐 기, 예컨대 비닐 기 및 알릴 기; alkenyl groups such as vinyl groups and allyl groups;
아릴옥시 기, 예컨대 페닐옥시 기 및 톨릴옥시 기; aryloxy groups such as phenyloxy groups and tolyloxy groups;
아릴알킬옥시 기, 예컨대 벤질옥시 기 및 페네틸옥시 기; arylalkyloxy groups such as benzyloxy groups and phenethyloxy groups;
방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기, 예컨대 페닐 기, 비페닐릴 기, 터페닐릴 기, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 페난트레닐 기, 플루오레닐 기, 인데닐 기, 피레닐 기, 페릴레닐 기, 플루오란테닐 기, 트리페닐에닐 기, 스피로비플루오레닐 기 및 아세나프테닐 기; Aromatic hydrocarbon groups or condensed polycyclic aromatic groups such as phenyl groups, biphenylyl groups, terphenylyl groups, naphthyl groups, anthracenyl groups, phenanthrenyl groups, fluorenyl groups, indenyl groups, pyrenyl groups, a perylenyl group, a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group, a spirobifluorenyl group and an acenaphthenyl group;
방향족 헤테로시클릭 기, 예컨대 피리딜 기, 푸라닐 기, 티에닐 기, 푸릴 기, 피롤릴 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 벤조푸라닐 기, 벤조티에닐 기, 인돌릴 기, 카르바졸릴 기, 벤족사졸릴 기, 벤즈티아졸릴 기, 퀴녹살릴 기, 벤즈이미다졸릴 기, 피라졸릴 기, 디벤조푸라닐 기, 디벤조티에닐 기 및 카르볼리닐 기; Aromatic heterocyclic groups such as pyridyl groups, furanyl groups, thienyl groups, furyl groups, pyrrolyl groups, quinolyl groups, isoquinolyl groups, benzofuranyl groups, benzothienyl groups, indolyl groups, carboxylic a bazolyl group, a benzoxazolyl group, a benzthiazolyl group, a quinoxalyl group, a benzimidazolyl group, a pyrazolyl group, a dibenzofuranyl group, a dibenzothienyl group and a carbolinyl group;
아릴비닐 기, 예컨대 스티릴 기 및 나프틸비닐 기; 및arylvinyl groups such as styryl groups and naphthylvinyl groups; and
아실 기, 예컨대 아세틸 기 및 벤조일 기.acyl groups such as acetyl groups and benzoyl groups.
1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기 및 알킬옥시 기는 직쇄일 수 있거나 분지형 형태를 가질 수 있다. 상기 치환기는 치환되지 않을 수 있거나, 또는 상기 기재된 치환기로 치환될 수 있다. 상기 치환기는 서로 독립적일 수 있고, 임의의 고리를 형성하지 않을 수 있으나, 추가로 단일 결합을 통해, 치환된 또는 비치환된 메틸렌 기를 통해, 또는 산소 원자 또는 황 원자를 통해 서로 결합되어 고리를 형성할 수 있다.Alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, alkenyl groups having 1 to 6 carbon atoms and alkyloxy groups may be straight-chain or may have a branched form. The substituents may be unsubstituted or may be substituted with the substituents described above. The substituents may be independent of each other and may not form any ring, but are further bonded to each other through a single bond, through a substituted or unsubstituted methylene group, or through an oxygen atom or a sulfur atom to form a ring can do.
Ar1 의 바람직한 예는 페닐 기 및 축합 폴리시클릭 방향족 기이고, 더욱 바람직하게는, 페닐 기, 비페닐릴 기, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기, 플루오레닐 기, 인데닐 기, 피레닐 기, 페릴레닐 기, 플루오란테닐 기, 트리페닐에닐 기 및 스피로비플루오레닐 기이고, 구체적으로 바람직하게는, 페닐 기, 비페닐릴 기, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기 및 스피로비플루오레닐 기이다. 여기서, Ar1 은 치환되지 않을 수 있거나, 또는 치환기를 가질 수 있다. 그러나 전체로서의 분자의 이방성의 관점에서, 치환기를 갖는 Ar1 은 전체로서 6 내지 25 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는, 전체로서 6 내지 20 개의 탄소 원자를 가져야만 한다. 치환기를 갖는 Ar1 로서, 페닐 기를 사용하는 것이 요망된다. 치환기로서, 여기서, 축합 폴리시클릭 방향족 기 및 구체적으로, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기, 피레닐 기, 플루오란테닐 기 또는 트리페닐에닐 기를 사용하는 것이 요망된다. Ar1 이 치환된 페닐 기인 경우, 치환기는 추가의 치환기를 가질 수 있다. 그러나 바람직하게는, 치환기는 추가의 치환기를 갖지 않는다. 치환기를 갖지 않는 Ar1 의 바람직한 예는 축합 폴리시클릭 방향족 기이다. Preferred examples of Ar 1 are a phenyl group and a condensed polycyclic aromatic group, more preferably a phenyl group, a biphenylyl group, a naphthyl group, anthracenyl group, an acenaphthenyl group, a phenanthrenyl group, and a fluorenyl group. group, an indenyl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group and a spirobifluorenyl group, specifically preferably a phenyl group, a biphenylyl group, a naphthyl group group, anthracenyl group, acenaphthenyl group, phenanthrenyl group and spirobifluorenyl group. Here, Ar 1 may be unsubstituted or may have a substituent. However, in terms of molecular anisotropy as a whole, Ar 1 having substituents must have 6 to 25 carbon atoms as a whole, more preferably 6 to 20 carbon atoms as a whole. As Ar 1 having a substituent, it is desired to use a phenyl group. As substituents, it is desired here to use condensed polycyclic aromatic groups and specifically, naphthyl groups, anthracenyl groups, acenaphthenyl groups, phenanthrenyl groups, pyrenyl groups, fluoranthenyl groups or triphenylenyl groups. do. When Ar 1 is a substituted phenyl group, the substituent may have additional substituents. Preferably, however, the substituents have no further substituents. A preferable example of Ar 1 having no substituent is a condensed polycyclic aromatic group.
Ar2 의 바람직한 예는 비치환된 방향족 탄화수소 기, 치환된 또는 비치환된 축합 폴리시클릭 방향족 기 및 9,9-디메틸플루오레닐 기이다. 구체적으로 말하면, Ar2 의 바람직한 예는 비치환된 페닐 기 또는 비페닐릴 기; 치환된 또는 비치환된 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기, 인데닐 기, 피레닐 기, 페릴레닐 기, 플루오란테닐 기 및 트리페닐에닐 기; 및 9,9-디메틸플루오레닐 기이다. Ar2 의 더욱 바람직한 예는 비치환된 페닐 기 또는 비페닐릴 기; 비치환된 나프틸 기, 안트라세닐 기, 페난트레닐 기, 피레닐 기, 플루오란테닐 기 및 트리페닐에닐 기; 및 9,9-디메틸플루오레닐 기이다. Preferable examples of Ar 2 are an unsubstituted aromatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted condensed polycyclic aromatic group, and a 9,9-dimethylfluorenyl group. Specifically, preferred examples of Ar 2 include an unsubstituted phenyl group or a biphenylyl group; substituted or unsubstituted naphthyl groups, anthracenyl groups, acenaphthenyl groups, phenanthrenyl groups, indenyl groups, pyrenyl groups, perylenyl groups, fluoranthenyl groups and triphenylenyl groups; and a 9,9-dimethylfluorenyl group. More preferred examples of Ar 2 include an unsubstituted phenyl group or a biphenylyl group; unsubstituted naphthyl groups, anthracenyl groups, phenanthrenyl groups, pyrenyl groups, fluoranthenyl groups and triphenylenyl groups; and a 9,9-dimethylfluorenyl group.
Ar3 의 바람직한 예는 수소 원자 및 치환기를 갖는 페닐 기를 포함한다. Ar3 의 더욱 바람직한 예는 수소 원자이다. Ar3 의 바람직한 형태인 "치환기를 갖는 페닐 기" 의 치환기로서, 방향족 탄화수소 기, 예컨대 페닐 기, 비페닐릴 기, 및 터페닐 기; 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기, 예컨대 나프틸 기, 안트라세닐 기, 아세나프테닐 기, 페난트레닐 기, 플루오레닐 기, 인데닐 기, 피레닐 기, 페릴레닐 기, 플루오란테닐 기, 및 트리페닐에닐 기가 예시될 수 있다. 더욱 바람직한 예는 페닐 기, 나프틸 기, 안트라세닐 기, 페난트레닐 기, 피레닐 기, 플루오란테닐 기 및 트리페닐에닐 기이다.Preferable examples of Ar 3 include a hydrogen atom and a phenyl group having a substituent. A more preferable example of Ar 3 is a hydrogen atom. As the substituent of the "phenyl group having a substituent" which is a preferred form of Ar 3 , aromatic hydrocarbon groups such as a phenyl group, a biphenylyl group, and a terphenyl group; or condensed polycyclic aromatic groups such as naphthyl groups, anthracenyl groups, acenaphthenyl groups, phenanthrenyl groups, fluorenyl groups, indenyl groups, pyrenyl groups, perylenyl groups, fluoranthenyl groups, and A triphenylenyl group can be exemplified. More preferable examples are a phenyl group, a naphthyl group, anthracenyl group, a phenanthrenyl group, a pyrenyl group, a fluoranthenyl group and a triphenylenyl group.
Ar1 및 Ar2 는 동일한 기일 수 있으나, 바람직하게는 박막의 형태의 안정성의 관점에서 상이한 기이다. Ar1 및 Ar2 가 상이한 기인 경우는 이들이 상이한 위치에서 피리미딘 고리에 결합되는 경우, 이들이 상이한 치환기를 갖는 경우 또는 이들이 상이한 위치에서 Ar1 및 Ar2 에 결합된 치환기 및 치환기를 갖는 경우를 포함한다.Ar 1 and Ar 2 may be the same group, but are preferably different groups from the viewpoint of stability of the shape of the thin film. Cases in which Ar 1 and Ar 2 are different groups include cases where they are bonded to the pyrimidine ring at different positions, cases where they have different substituents, or cases where they have substituents and substituents bonded to Ar 1 and Ar 2 at different positions. .
Ar2 및 Ar3 은 동일한 기일 수 있다. 그러나 화합물은, 분자가 전체로서 양호한 대칭성을 습득하기 때문에 결정화되는 경향이 있다. 따라서, 박막의 안정성의 관점에서, Ar2 및 Ar3 이 상이한 기인 것이 요망된다.Ar 2 and Ar 3 may be the same group. However, compounds tend to crystallize because the molecule as a whole acquires good symmetry. Therefore, from the viewpoint of the stability of the thin film, it is desired that Ar 2 and Ar 3 are different groups.
<A1 내지 A3><A 1 to A 3>
A1 내지 A3 에 의해 나타내지는 2가 방향족 탄화수소 기 또는 2가 축합 폴리시클릭 방향족 기는 방향족 탄화수소 또는 축합 폴리시클릭 방향족 고리로부터 2 개의 수소 원자를 제거함으로써 형성된다. 이 경우, 방향족 탄화수소 또는 축합 폴리시클릭 방향족 고리의 구체적인 예는 벤젠, 비페닐, 터페닐, 테트라키스페닐, 스티렌, 나프탈렌, 안트라센, 아세나프탈렌, 플루오렌, 페난트렌, 인단, 피렌 및 트리페닐렌을 포함한다.The divalent aromatic hydrocarbon group or divalent condensed polycyclic aromatic group represented by A 1 to A 3 is formed by removing two hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon or condensed polycyclic aromatic ring. In this case, specific examples of the aromatic hydrocarbon or condensed polycyclic aromatic ring include benzene, biphenyl, terphenyl, tetrakisphenyl, styrene, naphthalene, anthracene, acenaphthalene, fluorene, phenanthrene, indan, pyrene and triphenylene. include
A1 내지 A3 에 의해 나타내지는 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기는 비치환될 수 있거나, 또는 치환기를 가질 수 있다. 치환기로서, Ar1 내지 Ar3 에 의해 나타내지는 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기에 의해 소유될 수 있는 치환기로서 상기 예시된 것들과 동일한 것들이 예시될 수 있다. 치환기에 의해 습득된 형태는 또한 동일하다.The aromatic hydrocarbon group or condensed polycyclic aromatic group represented by A 1 to A 3 may be unsubstituted or may have a substituent. As the substituent, the same as those exemplified above as the substituent which may be possessed by the aromatic hydrocarbon group represented by Ar 1 to Ar 3 or the condensed polycyclic aromatic group can be exemplified. The conformation acquired by the substituent is also the same.
A1 또는 A2 는 바람직하게는, 벤젠으로부터 2 개의 수소 원자를 제거함으로써 형성된 2가 기 (페닐렌 기) 또는 나프탈렌으로부터 2 개의 수소 원자를 제거함으로써 형성된 2가 기 (나프틸렌 기) 이다. 더욱 바람직하게는, A1 또는 A2 중 하나는 페닐렌 기이고, 다른 하나는 나프틸렌 기이거나, 또는 A1 및 A2 는 유기 EL 소자가 진공 증발 방법에 의해 형성되는 경우에서 승화 온도가 너무 높아지지 않는다는 그러한 관점에서 둘다 페닐렌 기이다.A 1 or A 2 is preferably a divalent group formed by removing two hydrogen atoms from benzene (phenylene group) or a divalent group formed by removing two hydrogen atoms from naphthalene (naphthylene group). More preferably, one of A 1 or A 2 is a phenylene group and the other is a naphthylene group, or A 1 and A 2 have a sublimation temperature that is too high in the case where the organic EL device is formed by the vacuum evaporation method. Both are phenylene groups from such a point of view that they do not rise.
A3 은 바람직하게는, 유기 EL 소자가 진공 증발법에 의해 형성되는 경우에 승화 온도가 너무 높아지지 않으므로 단일 결합이다.A 3 is preferably a single bond since the sublimation temperature does not become too high when the organic EL element is formed by vacuum evaporation.
<B><B>
B 에 의해 나타내지는 방향족 헤테로시클릭 기의 구체적인 예는 트리아지닐 기, 피리딜 기, 피리미디닐 기, 푸릴 기, 피롤릴 기, 티에닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 벤조푸라닐 기, 벤조티에닐 기, 인돌릴 기, 카르바졸릴 기, 벤족사졸릴 기, 벤조티아졸릴 기, 퀴녹살리닐 기, 벤조이미다졸릴 기, 피라졸릴 기, 디벤조푸라닐 기, 디벤조티에닐 기, 나프틸리디닐 기, 페난트롤리닐 기, 아크리디닐 기, 카르볼리닐 기, 비피리딜 기, 터피리딜 기, 피라디닐 기, 이미다졸릴 기, 퀴나졸리닐 기, 벤조트리아졸릴 기, 벤조티아디아졸릴 기, 피리도피롤릴 기, 피리도이미다졸릴 기, 피리도트리아졸릴 기, 페나디닐 기, 페녹사디닐 기, 페노티아디닐 기 등을 포함한다.Specific examples of the aromatic heterocyclic group represented by B include triazinyl group, pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, thienyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, benzofuranyl group, benzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, quinoxalinyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothie Nyl group, naphthylidinyl group, phenanthrolinyl group, acridinyl group, carbolinyl group, bipyridyl group, terpyridyl group, pyradinyl group, imidazolyl group, quinazolinyl group, benzotria zolyl group, benzothiadiazolyl group, pyridopyrrolyl group, pyridoimidazolyl group, pyridotriazolyl group, phenadinyl group, phenoxadinyl group, phenothiadinyl group and the like.
B 에 의해 나타내지는 방향족 헤테로시클릭 기는 치환되지 않을 수 있거나, 또는 치환기를 가질 수 있다. 치환기로서, Ar1 내지 Ar3 에 의해 나타내지는 방향족 탄화수소 기 또는 축합 폴리시클릭 방향족 기에 의해 소유될 수 있는 상기-언급된 치환기와 동일한 것들이 예시될 수 있다. 치환기에 의해 추정되는 형태에 대해 동일한 것이 또한 유지된다. The aromatic heterocyclic group represented by B may be unsubstituted or may have a substituent. As the substituent, those identical to the above-mentioned substituents that may be possessed by the aromatic hydrocarbon group represented by Ar 1 to Ar 3 or the condensed polycyclic aromatic group can be exemplified. The same also holds for the form assumed by the substituents.
기 B 로서, 질소-함유 헤테로시클릭 기, 예컨대 트리아지닐 기, 피리딜 기, 피리미디닐 기, 피롤릴 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 인돌릴 기, 카르바졸릴 기, 벤족사졸릴 기, 벤조티아졸릴 기, 퀴녹살리닐 기, 벤조이미다졸릴 기, 피라졸릴 기, 나프틸리디닐 기, 페난트롤리닐 기, 아크리디닐 기 및 카르볼리닐 기가 바람직하다. 트리아지닐 기, 피리딜 기, 피리미디닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 인돌릴 기, 퀴녹살리닐 기, 벤조이미다졸릴 기, 나프티리디닐 기, 페난트롤리닐 기 또는 아크리디닐 기가 더욱 바람직하다. 피리딜 기, 피리미디닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 인돌릴 기, 퀴녹살리닐 기, 벤즈이미다졸릴 기, 페난트롤리닐 기 또는 아크리디닐 기가 가장 바람직하다.As group B, a nitrogen-containing heterocyclic group such as a triazinyl group, pyridyl group, pyrimidinyl group, pyrrolyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, indolyl group, carbazolyl group, benzoxa A zolyl group, a benzothiazolyl group, a quinoxalinyl group, a benzoimidazolyl group, a pyrazolyl group, a naphthylidinyl group, a phenanthrolinyl group, an acridinyl group and a carbolinyl group are preferred. Triazinyl group, pyridyl group, pyrimidinyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, indolyl group, quinoxalinyl group, benzoimidazolyl group, naphthyridinyl group, phenanthrolinyl group or acridinyl group Giga is more preferred. A pyridyl group, a pyrimidinyl group, a quinolyl group, an isoquinolyl group, an indolyl group, a quinoxalinyl group, a benzimidazolyl group, a phenanthrolinyl group or an acridinyl group are most preferred.
또는, 기 B 로서, 피리딜 기, 비피리딜 기, 터피리딜 기, 피리미디닐 기, 피라디닐 기, 트리아지닐 기, 피롤릴 기, 피라졸릴 기, 이미다졸릴 기, 푸릴 기, 티에닐 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 퀴녹살리닐 기, 퀴나졸리닐 기, 나프티리디닐 기, 인돌릴 기, 벤즈이미다졸릴 기, 벤조트리아졸릴 기, 벤조푸라닐 기, 벤조티에닐 기, 벤족사졸릴 기, 벤조티아졸릴 기, 벤조티아디아졸릴 기, 피리도피롤릴 기, 피리도이미다졸릴 기, 피리도트리아졸릴 기, 아크리디닐 기, 페나디닐 기, 페난트롤리닐 기, 페녹사디닐 기, 페노티아디닐 기, 카르바졸릴 기, 카르볼리닐 기, 디벤조푸라닐 기 또는 디벤조티에닐 기가 바람직하다.Alternatively, as group B, a pyridyl group, a bipyridyl group, a terpyridyl group, a pyrimidinyl group, a pyradidinyl group, a triazinyl group, a pyrrolyl group, a pyrazolyl group, an imidazolyl group, a furyl group, Thienyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, quinoxalinyl group, quinazolinyl group, naphthyridinyl group, indolyl group, benzimidazolyl group, benzotriazolyl group, benzofuranyl group, benzothie Nyl group, benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, benzothiadiazolyl group, pyridopyrrolyl group, pyridoimidazolyl group, pyridotriazolyl group, acridinyl group, phenadinyl group, phenanthrolinyl group , a phenoxadinyl group, a phenothiadinyl group, a carbazolyl group, a carbolinyl group, a dibenzofuranyl group or a dibenzothienyl group is preferred.
도 1 내지 23 은 구체적으로 본 발명의 피리미딘 유도체 중에서 바람직한 화합물을 보여준다. 그러나 본 발명은, 이들 화합물에만 제한되지 않는다. 본원에서, 도 1 내지 23 에서 제시되는 화합물 중에, 화학식 (1-1) 에 상응하는 것은 화합물 1 내지 109 및 화합물 111 내지 113 이고, 화학식 (1-2) 에 상응하는 것은 화합물 110 이다.1 to 23 specifically show preferred compounds among the pyrimidine derivatives of the present invention. However, the present invention is not limited only to these compounds. Among the compounds shown in FIGS. 1 to 23 herein, those corresponding to formula (1-1) are
<제조 방법><Manufacturing method>
본 발명의 피리미딘 유도체는 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 피리미딘 유도체는 하기 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 즉, 2,4,6-트리클로로피리미딘 및 기 Ar2 에 상응하는 기를 갖는 아릴보론산 또는 아릴보론산 에스테르를 Suzuki 커플링 반응에 적용하여, 그의 네번째 위치에서 기 Ar2 에 상응하는 아릴 기로 치환된 피리미딘 (본원 이하 네번째 위치-치환된 피리미딘으로 불림) 을 합성한다. 그 후에, 네번째 위치-치환된 피리미딘 및 기 A1-A2-A3-B 에 상응하는 기를 갖는 치환기로서 헤테로아릴 기를 갖는 아릴보론산 또는 아릴보론산 에스테르를, Suzuki 커플링 반응에 적용한다. 따라서 치환기로서, 기 A1-A2-A3-B 에 상응하는 헤테로아릴 기를 갖는 아릴 기가 피리미딘 고리의 여섯번째 부분에 도입된다. 그렇게 수득된 피리미딘은 네번째 위치- 및 여섯번째 위치-치환된 피리미딘으로 불린다. 그 후에, 네번째 위치- 및 여섯번째 위치-치환된 피리미딘 및 Ar1 에 상응하는 기를 갖는 아릴보론산 또는 아릴보론산 에스테르를 Suzuki 커플링 반응에 적용하여, 이에 의해 본 발명의 피리미딘 유도체를 합성한다.The pyrimidine derivatives of the present invention can be prepared by known methods. For example, pyrimidine derivatives can be prepared as described below. That is, 2,4,6-trichloropyrimidine and an arylboronic acid or arylboronic acid ester having a group corresponding to the group Ar 2 are subjected to a Suzuki coupling reaction to form an aryl group corresponding to the group Ar 2 at its fourth position. A substituted pyrimidine (hereinafter referred to as a fourth position-substituted pyrimidine) is synthesized. Then, an arylboronic acid or arylboronic acid ester having a heteroaryl group as a substituent having a fourth position-substituted pyrimidine and a group corresponding to the group A 1 -A 2 -A 3 -B is subjected to a Suzuki coupling reaction . Thus, as a substituent, an aryl group having a heteroaryl group corresponding to the group A 1 -A 2 -A 3 -B is introduced into the sixth part of the pyrimidine ring. The pyrimidines thus obtained are called fourth position- and sixth position-substituted pyrimidines. Then, the fourth position- and sixth position-substituted pyrimidines and arylboronic acid or arylboronic acid ester having a group corresponding to Ar 1 are subjected to a Suzuki coupling reaction, thereby synthesizing the pyrimidine derivative of the present invention do.
여기서, 상이한 위치에서 치환된 할로겐 원자 (예를 들어, 클로로 기) 를 갖는 트리할로겐화 피리미딘이 사용되는 경우에는, 상이한 위치에 치환기를 갖는 본 발명의 피리미딘 유도체가 합성될 수 있다.Here, when trihalogenated pyrimidines having halogen atoms (eg, chloro groups) substituted at different positions are used, pyrimidine derivatives of the present invention having substituents at different positions can be synthesized.
추가로, 유사하게, 치환기로서, 아릴 기 및/또는 헤테로아릴 기를 갖는 아릴 기를 도입하고, N-브로모숙신산 이미드로 할로겐화를 실행함으로써 할로겐 기를 피리미딘 고리 내로 도입하고, 그 이후, Suzuki 커플링 반응을 실행하여 치환기로서 아릴 기 및/또는 헤테로아릴 기를 갖는 아릴 기를 도입하여, 모노할로겐화 피리미딘 또는 디할로겐화 피리미딘을 사용함으로써, 상이한 위치에 치환기를 갖는 본 발명의 피리미딘 유도체를 합성하는 것이 허용가능하다.Further, similarly, an aryl group having an aryl group and/or a heteroaryl group is introduced as a substituent, and a halogen group is introduced into the pyrimidine ring by performing halogenation with N-bromosuccinic acid imide, after which a Suzuki coupling reaction It is acceptable to synthesize pyrimidine derivatives of the present invention having substituents at different positions by introducing an aryl group having an aryl group and/or a heteroaryl group as a substituent and using a monohalogenated pyrimidine or a dihalogenated pyrimidine. do.
합성된 화합물은 컬럼 크로마토그래피에 의해, 실리카 겔, 활성탄 또는 활성점토를 사용하는 흡착 정제 방법에 의해, 재결정화 방법에 의해 또는 용매를 사용하는 결정화 방법에 의해 또는 승화 정제 방법 등에 의해 정제된다. 추가로, 화합물은 NMR 분석에 의해 확인된다.The synthesized compound is purified by column chromatography, by an adsorption purification method using silica gel, activated carbon or activated clay, by a recrystallization method or by a crystallization method using a solvent or by a sublimation purification method or the like. Additionally, compounds are identified by NMR analysis.
일함수 및 유리 전이 온도 (Tg) 는 물리적 특성으로서 측정될 수 있다. 일함수는 정공 차단을 위한 지표이다. 일함수는 ITO 기판 상에 100 nm 의 두께를 갖는 박막을 형성하고 이온화 전위 측정 장치 (Model PYS-202, Sumitomo Heavy Industries, Ltd. 제조) 를 사용함으로써 측정될 수 있다. 추가로, 유리 전이 온도는 박막의 안정성의 지표로서 담당한다. 유리 전이 온도 (Tg) 는 분말 및 고감도 시차 주사 열량계 (DSC 3100SA, Bruker AXS K.K. 제조) 를 사용함으로써 측정된다.Work function and glass transition temperature (Tg) can be measured as physical properties. The work function is an index for hole blocking. The work function can be measured by forming a thin film having a thickness of 100 nm on an ITO substrate and using an ionization potential measuring device (Model PYS-202, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.). Additionally, the glass transition temperature serves as an indicator of the stability of the thin film. The glass transition temperature (Tg) is measured by using a powder and a highly sensitive differential scanning calorimeter (DSC 3100SA, manufactured by Bruker AXS K.K.).
<유기 EL 소자><Organic EL element>
본 발명의 피리미딘 유도체는 유기 EL 소자 내의 유기층의 재료로서 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명의 피리미딘 유도체 (본원에서 이하 종종 본 발명의 유기 EL 소자로 불림) 를 사용하여 형성된 유기 EL 소자는 애노드, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 캐소드가 기판, 예컨대 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기판) 상에 연속하여 형성되는 구조를 취한다. The pyrimidine derivative of the present invention can advantageously be used as a material for an organic layer in an organic EL device. An organic EL device formed using the pyrimidine derivative of the present invention (hereafter sometimes referred to as the organic EL device of the present invention) is an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer and a cathode comprising a substrate such as a glass substrate or a transparent plastic substrate ( For example, a structure formed continuously on a polyethylene terephthalate substrate) is taken.
본 발명의 유기 EL 소자는 추가로, 애노드와 정공 수송층 사이에 정공 주입층을 가질 수 있다. 또는, 유기 EL 소자는 전자 수송층과 캐소드 사이에 전자 주입층을 가질 수 있고, 발광층과 정공 수송층 사이에 전자-차단층을 가질 수 있고, 또는 발광층과 전자 수송층 사이에 정공 차단층을 가질 수 있다.The organic EL device of the present invention may further have a hole injection layer between the anode and the hole transport layer. Alternatively, the organic EL device may have an electron injection layer between the electron transport layer and the cathode, an electron-blocking layer between the light emitting layer and the hole transport layer, or a hole blocking layer between the light emitting layer and the electron transport layer.
본 발명의 유기 EL 소자에서, 일부 유기층이 생략될 수 있다. 예를 들어, 정공 차단층 및 전자 수송층으로서 둘다 담당하는 층, 정공 주입층 및 정공 수송층으로서 둘다 담당하는 층, 및 전자 주입층 및 전자 수송층으로서 둘다 담당하는 층을 형성할 수 있다.In the organic EL device of the present invention, some organic layers may be omitted. For example, a layer serving both as a hole blocking layer and an electron transporting layer, a layer serving both as a hole injection layer and a hole transporting layer, and a layer serving both as an electron injection layer and an electron transporting layer can be formed.
본 발명의 유기 EL 소자에서, 추가로, 유기층은 동일한 기능을 갖는 2 개 이상의 층의 적층일 수 있다. 구체적으로, 정공 수송층은 2 개의 층의 적층일 수 있고, 발광층은 2 개의 층의 적층일 수 있고, 전자 수송층은 2 개의 층의 적층일 수 있다.In the organic EL device of the present invention, further, the organic layer may be a lamination of two or more layers having the same function. Specifically, the hole transport layer may be a lamination of two layers, the light emitting layer may be a lamination of two layers, and the electron transport layer may be a lamination of two layers.
도 27 은, 예를 들어, 유리 기판 1 상에 이 순서로 형성된 투명 애노드 2, 정공 주입층 3, 정공 수송층 4, 발광층 5, 정공 차단층 6, 전자 수송층 7, 전자 주입층 8 및 캐소드 9 를 갖는 유기 EL 소자의 층의 구성을 예시한다. 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는 층이 이제 하기에 기술될 것이다.27 shows, for example, a
(애노드 2)(Anode 2)
애노드 2 로서, 큰 일함수를 갖는 전극 재료, 예컨대 ITO 또는 금이 사용된다.As
(정공 주입층 3)(hole injection layer 3)
정공 주입층 3 은 캐소드 2 와 정공 수송층 4 사이에 제공된다. 정공 주입층 3 으로서, 공지된 재료, 예컨대 구리 프탈로시아닌에 의해 나타내지는 포르필린 (porphyline) 화합물; 별 분출 (star burst) 유형의 트리페닐아민 유도체; 트리페닐아민 삼량체 및 트리페닐아민 사량체, 예를 들어, 분자 내에 3 개 이상의 트리페닐아민 구조를 갖는 아릴아민 화합물 (상기 트리페닐아민 구조는 단일 결합 또는 헤테로 원자를 갖지 않는 2가 기를 통해 서로 연결됨); 수용체-유형 헤테로시클릭 화합물, 예컨대 헥사시아노아자트리페닐렌; 및 코팅-유형 중합체 재료가 사용될 수 있다.A
이들 재료는 단일 종류로 사용되어 막을 형성할 수 있으나, 또한 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 정공 주입층을 형성하는데 통상 사용되는 재료를 사용하는 것 외에도, 또한 트리스브로모페닐아민헥사클로로안티몬, 라디알렌 (radialene) 유도체 (International Laid-Open WO2014/009310 참고) 등 또는 이의 부분적인 구조로서 벤지딘 유도체를 갖는 중합체 화합물, 예컨대 TPD 로 P-도핑된 재료를 사용하는 것이 가능하다. These materials may be used as a single kind to form a film, but may also be used as a mixture of a plurality of materials to form a film. In addition to using materials commonly used for forming the hole injection layer, also trisbromophenylamine hexachloroantimony, radialene derivatives (refer to International Laid-Open WO2014/009310), or the like, or benzidine as a partial structure thereof It is possible to use materials P-doped with polymeric compounds having derivatives, such as TPD.
정공 주입층 3 은 박막이 진공 증발법, 스핀-코팅 방법 또는 잉크-젯 방법과 같은 공지된 방법에 의존하여 상기 재료를 사용함으로써 형성되는 경우 수득될 수 있다. 하기 기재되는 층은 또한, 진공 증발, 스핀-코팅 방법 또는 잉크-젯 방법과 같은 공지된 방법에 의해 박막을 형성함으로써 유사하게 수득될 수 있다. The
(정공 수송층 4)(hole transport layer 4)
정공 수송층 4 는 애노드 2 와 발광층 5 사이에 제공된다. 정공 수송층 4 에 대해, 하기 재료가 사용될 수 있다.A
벤지딘 유도체, 예컨대,Benzidine derivatives such as
N,N'-디페닐-N,N'-디(m-톨릴) 벤지딘 (TPD), N,N'-diphenyl-N,N'-di(m-tolyl)benzidine (TPD);
N,N'-디페닐-N,N'-디(α-나프틸) 벤지딘 (NPD), N,N'-diphenyl-N,N'-di(α-naphthyl)benzidine (NPD);
N,N,N',N'-테트라비페닐릴벤지딘;N,N,N',N'-tetrabiphenylylbenzidine;
1,1-비스[(디-4-톨릴아미노)페닐] 시클로헥산 (TAPC); 및1,1-bis[(di-4-tolylamino)phenyl] cyclohexane (TAPC); and
다양한 트리페닐아민 삼량체 및 사량체.Various triphenylamine trimers and tetramers.
이들 재료는 단일 종류로 사용되어 막을 형성할 수 있으나, 또한 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 추가로, 정공 수송층 4 는 단일층 구조 또는 다수의 층의 구조를 가질 수 있다.These materials may be used as a single kind to form a film, but may also be used as a mixture of a plurality of materials to form a film. Additionally, the
정공 수송층 4 를 형성하는데 통상 사용되는 재료를 사용하는 것 외에도, 또한 트리스브로모페닐아민헥사클로로안티몬, 라디알렌 유도체 (International Laid-Open WO2014/009310 참고) 등 또는 이의 부분적인 구조로서 벤지딘 유도체를 갖는 중합체 화합물, 예컨대 TPD 로 P-도핑된 재료를 사용하는 것이 가능하다.In addition to using materials commonly used for forming the
본 발명에서, 정공 주입층 3 및/또는 정공 수송층 4 를 형성하기 위해 코팅-유형 중합체 재료, 예컨대 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) (PEDOT)/폴리(스티렌 술포네이트) (PSS) 를 사용하는 것이 허용가능하다.In the present invention, a coating-type polymeric material such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT)/poly(styrene sulfonate) (PSS) is used to form the
(전자-차단층)(electron-blocking layer)
도 27 에는 예시되지 않았지만, 전자-차단층은 정공 수송층 4 와 발광층 5 사이에 제공될 수 있다. 전자-차단층의 경우, 전자-차단 작용을 갖는 공지된 화합물이 사용될 수 있다. 공지된 화합물로서, 하기 화합물이 예시될 수 있다.Although not illustrated in FIG. 27 , an electron-blocking layer may be provided between the
카르바졸 유도체, 예컨대,Carbazole derivatives such as
4,4',4"-트리(N-카르바졸릴)트리페닐아민 (TCTA);4,4',4"-tri(N-carbazolyl)triphenylamine (TCTA);
9,9-비스[4-(카르바졸-9-일)페닐]플루오렌;9,9-bis[4-(carbazol-9-yl)phenyl]fluorene;
1,3-비스(카르바졸-9-일)벤젠 (mCP); 1,3-bis(carbazol-9-yl)benzene (mCP);
2,2-비스(4-카르바졸-9-일페닐)아다만탄 (Ad-Cz);2,2-bis(4-carbazol-9-ylphenyl)adamantane (Ad-Cz);
트리페닐실릴 기 및 트리아릴아민 구조를 갖는 화합물, 예컨대,A compound having a triphenylsilyl group and a triarylamine structure, such as
9-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-9-[4-(트리페닐실릴)페닐]-9H-플루오렌; 9-[4-(carbazol-9-yl)phenyl]-9-[4-(triphenylsilyl)phenyl]-9H-fluorene;
고 전자 차단 특성을 갖는 모노아민 화합물; 및monoamine compounds with high electron blocking properties; and
다양한 트리페닐아민 이량체.Various triphenylamine dimers.
이들 재료는 단일 종류로 사용되어 막을 형성할 수 있으나, 또한 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 추가로, 전자-차단층은 단일층 구조 또는 다수의 층의 구조를 가질 수 있다.These materials may be used as a single kind to form a film, but may also be used as a mixture of a plurality of materials to form a film. Additionally, the electron-blocking layer may have a single-layer structure or a multi-layer structure.
(발광층 5)(Emitting layer 5)
발광층 5 의 경우, 본 발명의 피리미딘 유도체 뿐 아니라 임의의 다른 공지된 발광 재료가 사용될 수 있다. 공지된 발광 재료로서, 다양한 금속 착물, 예컨대 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물, 예컨대 Alq3; 안트라센 유도체; 비스스티릴벤젠 유도체; 피렌 유도체; 옥사졸 유도체; 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체; 등이 예시될 수 있다.For the light-emitting
또한 호스트 재료 및 도판트 재료를 사용함으로써 발광층 5 를 구성하는 것이 가능하다. 호스트 재료로서, 티아졸 유도체; 벤즈이미다졸 유도체; 폴리디알킬플루오렌 유도체; 및 본 발명의 피리미딘 유도체 및 상기-언급된 발광 재료를 사용하는 것 외의 축합 고리의 일부 구조로서 인돌 고리를 갖는 헤테로시클릭 화합물이 사용될 수 있다.It is also possible to constitute the
도판트 재료로서, 피린 유도체; 안트라센 유도체; 퀴나크리돈, 쿠말린 (cumalin), 루브렌 (rubrene), 페릴렌 및 이의 유도체; 벤조피란 유도체; 로다민 유도체; 아미노스티릴 유도체; 및 스피로비스플루오렌 유도체가 사용될 수 있다.As the dopant material, pyrine derivatives; anthracene derivatives; quinacridone, cumalin, rubrene, perylene and their derivatives; benzopyran derivatives; rhodamine derivatives; aminostyryl derivatives; and spirobisfluorene derivatives may be used.
발광 재료로서, 또한 인광 발광체를 사용하는 것이 가능하다. 인광 발광체로서, 금속 착물 예컨대 이리듐 또는 백금의 인광 발광체가 사용될 수 있다. 구체적으로, 녹색 인광 발광체, 예컨대 Ir(ppy)3; 청색 인광 발광체, 예컨대 Flrpic 또는 Flr6; 및 적색 인광 발광체, 예컨대 Btp2lr(acac) 가 사용될 수 있다. As the luminescent material, it is also possible to use a phosphorescent luminous body. As the phosphorescent emitter, a phosphorescent emitter of a metal complex such as iridium or platinum can be used. Specifically, green phosphorescent emitters such as Ir(ppy) 3 ; blue phosphorescent emitters such as Flrpic or Flr 6 ; and red phosphorescent emitters such as Btp 2 lr(acac).
호스트 재료로서, 이 경우, 하기 정공 주입·수송 호스트 재료가 사용될 수 있다:As the host material, in this case, the following hole injection/transport host material can be used:
카르바졸 유도체, 예컨대 4,4'-디(N-카르바졸릴)비페닐 (CBP), TCTA, mCP;carbazole derivatives such as 4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl (CBP), TCTA, mCP;
축합 고리의 일부 구조로서 인돌 고리를 갖는 헤테로시클릭 화합물.A heterocyclic compound having an indole ring as part of the condensed ring structure.
또는, 하기 전자 수송 호스트 재료가 사용될 수 있다:Alternatively, the following electron transport host materials may be used:
p-비스(트리페닐실릴)벤젠 (UGH2);p-bis(triphenylsilyl)benzene (UGH2);
2,2',2"-(1,3,5-페닐렌)-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸) (TPBl).2,2′,2″-(1,3,5-phenylene)-tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) (TPBl).
고 성능의 유기 EL 소자가 상기 호스트 재료를 사용함으로써 제작될 수 있다.A high-performance organic EL element can be fabricated by using the host material.
농도 ??칭 (quenching) 을 피하기 위해, 호스트 재료는 바람직하게는 진공 동시증발에 의존하여 전체 발광층에 대해 1 내지 30 중량% 의 범위의 양으로 인광 발광 재료로 도핑된다. To avoid concentration quenching, the host material is preferably doped with the phosphorescent light emitting material in an amount ranging from 1 to 30% by weight relative to the entire light emitting layer, relying on vacuum coevaporation.
발광 재료로서, 추가로, 또한 지연된 형광을 방출하는 재료, 예컨대 CDCB 유도체, 예컨대 PIC-TRZ, CC2TA, PXZ-TRZ 또는 4CzlPN 을 사용하는 것이 가능하다.As the light emitting material, it is additionally also possible to use a material that emits delayed fluorescence, such as a CDCB derivative such as PIC-TRZ, CC2TA, PXZ-TRZ or 4CzlPN.
이들 재료는 단일 종류로 사용되어 막을 형성할 수 있으나, 또한 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 추가로, 발광층 5 는 단일층 구조 또는 다수의 층의 구조를 가질 수 있다.These materials may be used as a single kind to form a film, but may also be used as a mixture of a plurality of materials to form a film. Additionally, the light-emitting
(정공 차단층 6)(hole blocking layer 6)
정공 차단층 6 은 또한 발광층 5 와 전자 수송층 7 사이에 형성될 수 있다. 정공 차단층 6 의 경우, 본 발명의 피리미딘 유도체 뿐 아니라 정공 차단 작용을 갖는 임의의 다른 공지된 화합물이 사용될 수 있다. 정공 차단 작용을 갖는 공지된 화합물로서, 페난트롤렌 유도체, 예컨대 바소쿠프로인 (BCP), 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물, 예컨대 BAlq, 뿐 아니라 다양한 희토류 착물, 옥사졸 유도체, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체 등이 예시될 수 있다.A
이들 재료는 또한 전자 수송층 7 의 재료로서 사용될 수 있다. 이들 재료는 단독으로 사용되어 막을 형성할 수 있거나, 또는 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 추가로, 정공 차단층 6 은 단일층 구조 또는 다수의 층의 구조를 가질 수 있다.These materials can also be used as the material of the
(전자 수송층 7)(electron transport layer 7)
전자 수송층 7 의 경우, 본 발명의 피리미딘 유도체 뿐 아니라 다양한 금속 착물, 예컨대 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물, 예컨대 Alq3, BAlq; 트리아졸 유도체; 트리아진 유도체; 옥사디아졸 유도체; 피리딘 유도체; 벤즈이미다졸 유도체; 티아디아졸 유도체; 안트라센 유도체; 카르보디이미드 유도체; 퀴녹살린 유도체; 피리도인돌 유도체; 페난트롤린 유도체; 실롤 유도체; 등이 사용될 수 있다. For the
전자 수송층 7 의 경우, 전자 수송층에 통상 사용되는 재료 뿐 아니라 금속, 예컨대 세슘으로 N-도핑된 재료가 사용될 수 있다.In the case of the
이들 재료는 단독으로 사용되어 막을 형성할 수 있으나, 또는 또한 다수의 재료의 혼합물로 사용되어 막을 형성할 수 있다. 추가로, 전자 수송층 7 은 단일층 구조 또는 다수의 층의 구조를 가질 수 있다.These materials may be used alone to form a film, or may also be used in a mixture of a plurality of materials to form a film. Additionally, the
(전자 주입층 8)(electron injection layer 8)
전자 주입층 8 은 전자 수송층 7 과 캐소드 9 사이에 형성된다. 전자 주입층 8 의 경우, 본 발명의 피리미딘 유도체, 뿐 아니라 알칼리 금속 염, 예컨대 리튬 플루오라이드 및 세슘 플루오라이드; 알칼리 토금속 염, 예컨대 마그네슘 플루오라이드; 퀴놀리놀 유도체의 금속 착물, 예컨대 리튬 퀴놀리놀; 금속 옥시드, 예컨대 알루미늄 옥시드; 등이 사용될 수 있다. 그러나, 전자 주입층 8 은, 전자 수송층 및 캐소드가 바람직하게는 선택되는 경우에는 생략될 수 있다.An
전자 주입층 8 의 경우, 전자 주입층에 통상 사용되는 재료 뿐 아니라 금속, 예컨대 세슘으로 N-도핑된 재료가 사용될 수 있다.In the case of the
(캐소드 9)(Cathode 9)
캐소드 9 의 경우, 낮은 일함수를 갖는 전극 재료, 예컨대 알루미늄, 또는 더 낮은 일함수를 갖는 합금, 예컨대 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금 또는 알루미늄-마그네슘 합금이 사용될 수 있다.For the
실시예Example
본 발명은 이제 실시예에 의해 구체적으로 기술될 것이지만, 본 발명의 요지 및 취지로부터 벗어나지 않는 한, 이에 의해 본 발명이 어떠한 방식으로도 제한되지 않는다.The present invention will now be specifically described by means of examples, but the present invention is not thereby limited in any way, unless departing from the gist and spirit of the present invention.
<실시예 1: 화합물 1><Example 1:
2-(비페닐-4-일)-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일} 피리미딘의 합성;Synthesis of 2-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl} pyrimidine;
2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 8.0 g,8.0 g of 2-chloro-4-phenyl-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
4-비페닐보론산 3.8 g,3.8 g of 4-biphenylboronic acid,
테트라키스트리페닐포스핀 0.44 g,tetrakistriphenylphosphine 0.44 g,
칼륨 카보네이트 7.9 g,7.9 g of potassium carbonate,
톨루엔 80 ml,80 ml of toluene,
테트라히드로푸란 80 ml, 및80 ml of tetrahydrofuran, and
물 40 ml40 ml of water
을 질소로 퍼지된 반응 용기에 넣고, 가열하고, 80℃ 에서 12 시간 동안 교반하여, 반응 용액을 제조하였다. 반응 용액을 실온으로 냉각시키고, 유기층을 용액 분리 작업에 의해 수집하였다. 이후, 용액을 감압 하에 농축하여, 미정제 생성물을 수득하고, 그 다음 이것을 컬럼 크로마토그래피 (담체: 실리카 겔, 용리액: 에틸 아세테이트/헵탄) 에 의해 정제하고 이후, 테트라히드로푸란/아세톤의 혼합된 용매를 사용함으로써 재결정화에 의해 다시 정제하였다. 3.0 g 의 2-(비페닐-4-일)-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 1) (수율, 30%) 의 백색 분말을 수득하였다.was placed in a reaction vessel purged with nitrogen, heated, and stirred at 80° C. for 12 hours to prepare a reaction solution. The reaction solution was cooled to room temperature, and the organic layer was collected by solution separation. Then, the solution was concentrated under reduced pressure to obtain a crude product, which was then purified by column chromatography (carrier: silica gel, eluent: ethyl acetate/heptane) and then tetrahydrofuran/acetone mixed solvent It was further purified by recrystallization by using 3.0 g of 2-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-{4′-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine (Compound 1) (yield, 30%) A white powder was obtained.
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 도 24 는 1H-NMR 측정의 결과를 보여준다. 수소의 하기 27 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.The obtained white powder was confirmed for its structure by NMR. 24 shows the results of 1 H-NMR measurement. The following 27 signals of hydrogen were detected by 1 H-NMR (CDCl 3 ).
δ(ppm) = 8.94 (1H)δ(ppm) = 8.94 (1H)
8.83 (2H)8.83 (2H)
8.64 (1H)8.64 (1H)
8.43 - 8.32 (4H)8.43 - 8.32 (4H)
8.07 (1H)8.07 (1H)
7.97 - 7.35 (18H)7.97 - 7.35 (18H)
<실시예 2: 화합물 2><Example 2:
2-{4-(나프탈렌-1-일)페닐}-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;Synthesis of 2-{4-(naphthalen-1-yl)phenyl}-4-phenyl-6-{4′-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 4-비페닐보론산을 사용하는 대신,The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, but instead of using 4-biphenylboronic acid,
{4-(나프탈렌-1-일)페닐}보론산{4-(naphthalen-1-yl)phenyl}boronic acid
을 사용함으로써 실시하였다. It was carried out by using.
그 결과, 1.6 g 의 2-{4-(나프탈렌-1-일)페닐}-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 2) (수율, 15%) 의 백색 분말을 수득하였다.As a result, 1.6 g of 2-{4-(naphthalen-1-yl)phenyl}-4-phenyl-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine (Compound 2 ) (yield, 15%) of a white powder was obtained.
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 도 25 는 1H-NMR 측정의 결과를 보여준다. 수소의 하기 29 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.The obtained white powder was confirmed for its structure by NMR. 25 shows the results of 1 H-NMR measurement. The following 29 signals of hydrogen were detected by 1 H-NMR (CDCl 3 ).
δ(ppm) = 9.00 - 8.81 (3H)δ(ppm) = 9.00 - 8.81 (3H)
8.65 (1H)8.65 (1H)
8.51 - 8.28 (4H)8.51 - 8.28 (4H)
8.11 - 7.32 (21H)8.11 - 7.32 (21H)
<실시예 3: 화합물 29><Example 3: Compound 29>
2,4-비스(페난트렌-9-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;synthesis of 2,4-bis(phenanthren-9-yl)-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신, The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, but instead of using 2-chloro-4-phenyl-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine,
2-클로로-4-(페난트렌-9-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고,using 2-chloro-4-(phenanthren-9-yl)-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,Instead of using 4-biphenylboronic acid,
페난트렌-9-보론산phenanthrene-9-boronic acid
을 사용함으로써 실시하였다. It was carried out by using.
그 결과, 1.2 g 의 2,4-비스(페난트렌-9-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)-비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 29) (수율, 14%) 의 백색 분말을 수득하였다.As a result, 1.2 g of 2,4-bis (phenanthren-9-yl) -6- {4'- (pyridin-3-yl) -biphenyl-4-yl} pyrimidine (Compound 29) (yield, 14%) of a white powder was obtained.
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 도 26 은 1H-NMR 측정의 결과를 보여준다. 수소의 하기 31 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.The obtained white powder was confirmed for its structure by NMR. 26 shows the results of 1 H-NMR measurement. The following 31 signals of hydrogen were detected by 1 H-NMR (CDCl 3 ).
δ(ppm) = 9.05 - 8.35 (14H)δ(ppm) = 9.05 - 8.35 (14H)
8.25 - 7.52 (15H)8.25 - 7.52 (15H)
7.45 - 7.35 (2H)7.45 - 7.35 (2H)
<실시예 4: 화합물 96><Example 4: Compound 96>
4-(나프탈렌-1-일)-2-{4-(나프탈렌-1-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;synthesis of 4-(naphthalen-1-yl)-2-{4-(naphthalen-1-yl)phenyl}-6-{4′-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신, The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, but instead of using 2-chloro-4-phenyl-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine,
2-클로로-4-(나프탈렌-1-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고,using 2-chloro-4-(naphthalen-1-yl)-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,Instead of using 4-biphenylboronic acid,
4-(나프탈렌-1-일)페닐보론산4-(naphthalen-1-yl)phenylboronic acid
을 사용함으로써 실시하였다. It was carried out by using.
그 결과, 1.9 g 의 4-(나프탈렌-1-일)-2-{4-(나프탈렌-1-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 96) (수율, 28%) 의 백색 분말을 수득하였다.As a result, 1.9 g of 4-(naphthalen-1-yl)-2-{4-(naphthalen-1-yl)phenyl}-6-{4′-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl } A white powder of pyrimidine (compound 96) (yield, 28%) was obtained.
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 수소의 하기 31 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.The obtained white powder was confirmed for its structure by NMR. The following 31 signals of hydrogen were detected by 1 H-NMR (CDCl 3 ).
δ(ppm) = 8.97 (1H)δ(ppm) = 8.97 (1H)
8.89 (2H)8.89 (2H)
8.63 (1H)8.63 (1H)
8.51 - 8.40 (3H)8.51 - 8.40 (3H)
8.10 - 7.81 (12H)8.10 - 7.81 (12H)
7.79 - 7.40 (12H)7.79 - 7.40 (12H)
<실시예 5: 화합물 98><Example 5: Compound 98>
4-(나프탈렌-1-일)-2-{4-(나프탈렌-2-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;synthesis of 4-(naphthalen-1-yl)-2-{4-(naphthalen-2-yl)phenyl}-6-{4′-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신, The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, but instead of using 2-chloro-4-phenyl-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine,
2-클로로-4-(나프탈렌-1-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고, using 2-chloro-4-(naphthalen-1-yl)-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,Instead of using 4-biphenylboronic acid,
4-(나프탈렌-2-일)페닐보론산4-(naphthalen-2-yl)phenylboronic acid
을 사용함으로써 실시하였다. It was carried out by using.
그 결과, 1.8 g 의 4-(나프탈렌-1-일)-2-{4-(나프탈렌-2-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 98) (수율, 26%) 의 백색 분말을 수득하였다.As a result, 1.8 g of 4-(naphthalen-1-yl)-2-{4-(naphthalen-2-yl)phenyl}-6-{4′-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl } A white powder of pyrimidine (compound 98) (yield, 26%) was obtained.
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 수소의 하기 31 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.The obtained white powder was confirmed for its structure by NMR. The following 31 signals of hydrogen were detected by 1 H-NMR (CDCl 3 ).
δ(ppm) = 8.97 (1H)δ(ppm) = 8.97 (1H)
8.87 (2H)8.87 (2H)
8.66 (1H)8.66 (1H)
8.50 - 8.40 (3H)8.50 - 8.40 (3H)
8.19 (1H)8.19 (1H)
8.09 - 7.83 (15H)8.09 - 7.83 (15H)
7.76 (2H)7.76 (2H)
7.69 (1H)7.69 (1H)
7.65 - 7.50 (4H)7.65 - 7.50 (4H)
7.42 (1H)7.42 (1H)
<실시예 6: 화합물 100><Example 6: Compound 100>
4-(나프탈렌-2-일)-2-{4-(나프탈렌-9-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;synthesis of 4-(naphthalen-2-yl)-2-{4-(naphthalen-9-yl)phenyl}-6-{4′-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신, The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, but instead of using 2-chloro-4-phenyl-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine,
2-클로로-4-(나프탈렌-2-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고,using 2-chloro-4-(naphthalen-2-yl)-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,Instead of using 4-biphenylboronic acid,
4-(페난트렌-9-일)페닐보론산4-(phenanthren-9-yl)phenylboronic acid
을 사용함으로써 실시하였다.It was carried out by using.
그 결과, 1.5 g 의 4-(나프탈렌-2-일)-2-{4-(페난트렌-9-일)페닐}-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 100) (수율, 21%) 의 백색 분말을 수득하였다.As a result, 1.5 g of 4-(naphthalen-2-yl)-2-{4-(phenanthren-9-yl)phenyl}-6-{4′-(pyridin-3-yl)biphenyl-4- 1} A white powder of pyrimidine (Compound 100) (yield, 21%) was obtained.
<실시예 7: 화합물 104><Example 7:
2-(비페닐-3-일)-4-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;2-(biphenyl-3-yl)-4-(9,9-dimethylfluoren-2-yl)-6-{4′-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine synthesis;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신,The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, but instead of using 2-chloro-4-phenyl-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine,
2-클로로-4-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고,using 2-chloro-4-(9,9-dimethylfluoren-2-yl)-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,Instead of using 4-biphenylboronic acid,
3-비페닐보론산3-biphenylboronic acid
을 사용함으로써 실시하였다.It was carried out by using.
그 결과, 1.8 g 의 2-(비페닐-3-일)-4-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-6-{4'-피리딘-3-일}비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 104) (수율, 23%) 의 백색 분말을 수득하였다.As a result, 1.8 g of 2-(biphenyl-3-yl)-4-(9,9-dimethylfluoren-2-yl)-6-{4′-pyridin-3-yl}biphenyl-4- 1} A white powder of pyrimidine (Compound 104) (yield, 23%) was obtained.
수득된 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 수소의 하기 35 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.The obtained white powder was confirmed for its structure by NMR. The following 35 signals of hydrogen were detected by 1 H-NMR (CDCl 3 ).
δ(ppm) = 9.05 (1H)δ(ppm) = 9.05 (1H)
8.97 (1H)8.97 (1H)
8.78 (1H)8.78 (1H)
8.67 (1H)8.67 (1H)
8.51 - 8.43 (2H)8.51 - 8.43 (2H)
8.41 - 8.32 (2H)8.41 - 8.32 (2H)
8.17 (1H)8.17 (1H)
8.00 - 7.66 (13H)8.00 - 7.66 (13H)
7.59 - 7.50 (3H)7.59 - 7.50 (3H)
7.49 - 7.40 (4H)7.49 - 7.40 (4H)
1.67 (6H)1.67 (6H)
<실시예 8: 화합물 107><Example 8: Compound 107>
4-(비페닐-4-일)-2-(페난트렌-9-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘의 합성;synthesis of 4-(biphenyl-4-yl)-2-(phenanthren-9-yl)-6-{4′-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
반응을 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서, 그러나 2-클로로-4-페닐-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하는 대신,The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, but instead of using 2-chloro-4-phenyl-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine,
2-클로로-4-(비페닐-4-일)-6-{4'-(피리딘-3-일)비페닐-4-일}피리미딘을 사용하고, using 2-chloro-4-(biphenyl-4-yl)-6-{4'-(pyridin-3-yl)biphenyl-4-yl}pyrimidine;
4-비페닐보론산을 사용하는 대신,Instead of using 4-biphenylboronic acid,
9-페난트렌보론산9-phenanthreneboronic acid
을 사용함으로써 실시하였다.It was carried out by using.
그 결과, 2.0 g 의 4-(비페닐-4-일)-2-(페난트렌-9-일)-6-{4'-피리딘-3-일}비페닐-4-일}피리미딘 (화합물 107) (수율, 30%) 의 황색을 띠는 백색 분말을 수득하였다.As a result, 2.0 g of 4-(biphenyl-4-yl)-2-(phenanthren-9-yl)-6-{4′-pyridin-3-yl}biphenyl-4-yl}pyrimidine ( A yellowish white powder of compound 107) (yield, 30%) was obtained.
수득된 황색을 띠는 백색 분말을 NMR 에 의해 그 구조에 대해 확인하였다. 수소의 하기 31 개의 신호를 1H-NMR (CDCl3) 에 의해 검출하였다.The obtained yellowish white powder was confirmed for its structure by NMR. The following 31 signals of hydrogen were detected by 1 H-NMR (CDCl 3 ).
δ(ppm) = 8.98 (1H)δ(ppm) = 8.98 (1H)
8.95 - 8.82 (2H)8.95 - 8.82 (2H)
8.80 (1H)8.80 (1H)
8.65 (1H)8.65 (1H)
8.58 (1H)8.58 (1H)
8.49 - 8.41 (4H)8.49 - 8.41 (4H)
8.29 (1H)8.29 (1H)
8.09 (1H)8.09 (1H)
7.98 (1H)7.98 (1H)
7.90 - 7.62 (14H)7.90 - 7.62 (14H)
7.52 (2H)7.52 (2H)
7.42 (2H)7.42 (2H)
<일함수 측정><Work function measurement>
본 발명의 화합물을 사용함으로써, 막을 ITO 기판 상에 100 nm 의 두께로 증기-증착시키고, 이들의 일함수에 대해 이온화 전위 측정 장치 (Model PYS-202, Sumitomo Heavy Industries, Ltd. 제조) 를 사용함으로써 측정하였다.By using the compound of the present invention, a film was vapor-deposited on an ITO substrate to a thickness of 100 nm, and by using an ionization potential measuring device (Model PYS-202, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) for their work function. measured.
일함수work function
실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 6.61 VCompound of Example 1 (Compound 1) 6.61 V
실시예 2 의 화합물 (화합물 2) 6.56 VCompound of Example 2 (Compound 2) 6.56 V
실시예 3 의 화합물 (화합물 29) 6.49 VCompound of Example 3 (Compound 29) 6.49 V
실시예 4 의 화합물 (화합물 96) 6.56 VCompound of Example 4 (Compound 96) 6.56 V
실시예 5 의 화합물 (화합물 98) 6.56 VCompound of Example 5 (Compound 98) 6.56 V
실시예 6 의 화합물 (화합물 100) 6.56 VCompound of Example 6 (Compound 100) 6.56 V
실시예 7 의 화합물 (화합물 104) 6.58 VCompound of Example 7 (Compound 104) 6.58 V
실시예 8 의 화합물 (화합물 107) 6.53 VCompound of Example 8 (Compound 107) 6.53 V
상기 기술된 바와 같이, 본 발명의 화합물은 일반적인 정공 수송 재료, 예컨대 NPD, TPD 등에 의해 소유되는 5.5 eV 의 일함수보다 큰 값을 갖고, 큰 정공 차단력을 갖는다.As described above, the compound of the present invention has a value greater than the work function of 5.5 eV possessed by common hole transport materials such as NPD, TPD and the like, and has a large hole blocking power.
<유리 전이 온도의 측정><Measurement of glass transition temperature>
상기 실시예에서 수득된 화합물은 고감도 시차 주사 열량계 (DSC3100SA, Bruker AXS K.K. 제조) 를 사용함으로써 이들의 유리 전이 온도에 대해 측정하였다. The compounds obtained in the above examples were measured for their glass transition temperatures by using a high-sensitivity differential scanning calorimeter (DSC3100SA, manufactured by Bruker AXS K.K.).
유리 전이 온도glass transition temperature
실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 측정되지 않음Compound of Example 1 (Compound 1) Not determined
실시예 2 의 화합물 (화합물 2) 104℃Compound of Example 2 (Compound 2) 104°C
실시예 3 의 화합물 (화합물 29) 137℃Compound of Example 3 (Compound 29) 137°C
실시예 4 의 화합물 (화합물 96) 115℃Compound of Example 4 (Compound 96) 115°C
실시예 5 의 화합물 (화합물 98) 112℃Compound of Example 5 (Compound 98) 112°C
실시예 6 의 화합물 (화합물 100) 134℃Compound of Example 6 (Compound 100) 134°C
실시예 7 의 화합물 (화합물 104) 110℃Compound of Example 7 (Compound 104) 110°C
실시예 8 의 화합물 (화합물 107) 124℃Compound of Example 8 (Compound 107) 124°C
일반식 (1) 에 의해 나타내지는 피리미딘 유도체는 100℃ 이상인 유리 전이 온도를 갖고, 박막의 형태로 안정하게 남아있다.The pyrimidine derivative represented by general formula (1) has a glass transition temperature of 100 DEG C or higher, and remains stable in the form of a thin film.
<소자 실시예 1><Device Example 1>
유기 EL 소자를 유리 기판 1 상의 투명 애노드 2 로서 ITO 전극을 형성함으로써, 그리고 ITO 전극 상에, 정공 주입층 3, 정공 수송층 4, 발광층 5, 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6, 전자 주입층 8 및 캐소드 (알루미늄 전극) 9 를 본 순서로 증기-증착시킴으로써 제작하였다.By forming an ITO electrode as the
구체적으로는, 그 위에 형성된 150 nm 의 두께의 ITO 막을 갖는 유리 기판 1 을 이소프로필 알코올 중에서 20 분 동안 초음파로 세척하고, 이후, 200℃ 에서 가열된 핫 플레이트 상에서 10 분 동안 건조시켰다. 이후, ITO 가 있는 유리 기판을 UV-오존 처리에 15 분 동안 적용하고, 진공 증기 증착 장치에 두었다. 내부의 압력을 0.001 Pa 이하로 감소시켰다.Specifically,
이후, 정공 주입층 3 을 형성하였다. 구체적으로 말하면, 하기 구조식의 화합물 HIM-1 을 5 nm 의 두께로 증기-증착시켜, 투명 애노드 2 를 피복하고, 이에 의해 정공 주입층 3 을 형성하도록 한다.Thereafter, a
그 다음, 정공 수송층 4 를 형성하였다. 구체적으로 말하면, 하기 구조식의 화합물 HTM-1 을 정공 주입층 3 상에 증기-증착시켜, 이에 의해 정공 수송층 4 를 65 nm 의 두께로 형성하도록 한다.Then, a
그 다음, 발광층 5 를 형성하였다. 구체적으로 말하면, 하기 구조식의 화합물 EMD-1 및 하기 구조식의 화합물 EMH-1 을 정공 수송층 4 상에 2원 (binary) 증기 증착에 의해 EMD-1:EMH-1 = 5:95 의 증착률로 형성하고, 이에 의해 발광층 5 를 20 nm 의 두께로 형성하도록 한다.Then, a
그 다음, 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하였다. 구체적으로 말하면, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 및 하기 구조식의 화합물 ETM-1 을 발광층 5 상에 2원 증기 증착에 의해 실시예 1 의 화합물 (화합물 1):ETM-1 = 50:50 의 증착률로 형성하고, 이에 의해 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 30 nm 의 두께로 형성하도록 한다.Then, a
그 다음, 전자 주입층 8 을 형성하였다. 구체적으로 말하면, 리튬 플루오라이드를 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 상에 증착시켜, 전자 주입층 8 을 1 nm 의 두께로 형성하였다.Then, an
마지막으로, 알루미늄을 100 nm 의 두께로 증착하여, 캐소드 9 를 형성하였다.Finally, aluminum was deposited to a thickness of 100 nm to form a
상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.The fabricated EL element was measured for its luminescent characteristics when it was pressed at a normal temperature in the atmosphere with a direct current voltage. The results were as presented in Table 1.
<소자 실시예 2><Device Example 2>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 2 의 화합물 (화합물 2) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.An organic EL element under the same conditions as in Element Example 1, but instead of using the compound of Example 1 (Compound 1) as a material for forming the
<소자 실시예 3><Device Example 3>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 3 의 화합물 (화합물 29) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.An organic EL element under the same conditions as in Element Example 1, but instead of using the compound of Example 1 (Compound 1) as a material for forming the
<소자 실시예 4><Device Example 4>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 4 의 화합물 (화합물 96) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.An organic EL element under the same conditions as in Device Example 1, but instead of using the compound of Example 1 (Compound 1) as a material for forming the
<소자 실시예 5><Device Example 5>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 5 의 화합물 (화합물 98) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.An organic EL element under the same conditions as in Device Example 1, but instead of using the compound of Example 1 (Compound 1) as a material for forming the
<소자 실시예 6><Device Example 6>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 6 의 화합물 (화합물 100) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.An organic EL element under the same conditions as in Element Example 1, but instead of using the compound of Example 1 (Compound 1) as a material for forming the
<소자 실시예 7><Device Example 7>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 7 의 화합물 (화합물 104) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다. An organic EL element under the same conditions as in Element Example 1, but instead of using the compound of Example 1 (Compound 1) as a material for forming the
<소자 실시예 8><Device Example 8>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 실시예 8 의 화합물 (화합물 107) 을 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.An organic EL element under the same conditions as in Element Example 1, but instead of using the compound of Example 1 (Compound 1) as a material for forming the
<소자 비교예 1><Device Comparative Example 1>
유기 EL 소자를 소자 실시예 1 에서와 동일한 조건 하에, 그러나 또한 전자 수송층 7 로서도 담당하는 정공 차단층 6 을 형성하기 위한 재료로서, 실시예 1 의 화합물 (화합물 1) 을 사용하는 대신 하기 구조식 (특허 문헌 2 참고) 의 화합물 ETM-2 를 사용하여 제작하였다. 상기 제작된 EL 소자를, 이것을 직접 전류 전압으로 대기에서 정상 온도에서 압착하는 경우 이의 발광 특징에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.An organic EL device under the same conditions as in Device Example 1, but instead of using the compound of Example 1 (Compound 1) as a material for forming the
소자 실시예 1 내지 8 및 소자 비교예 1 에서 제작된 EL 소자를 이들의 소자 수명에 대해 측정하였다. 결과는 표 1 에 제시된 바와 같았다.The EL devices fabricated in Device Examples 1 to 8 and Device Comparative Example 1 were measured for their device lifetimes. The results were as presented in Table 1.
소자의 수명은 이들이 정전류로 구동됨으로써 2000 cd/㎡ 의 휘도 (초기 휘도) 에서 빛을 방출하기 시작할 때부터, 이들의 휘도가 1900 cd/㎡ 로 감쇠하는 (초기 휘도가 100% 인 경우 95% 에 상응함: 95% 감쇠) 때까지의 시간 기간으로서 측정되었다.The lifetime of the elements is from when they start to emit light at a luminance of 2000 cd/m2 (initial luminance) by being driven with a constant current, until their luminance decays to 1900 cd/m2 (at 95% when the initial luminance is 100%). Equivalent: 95% attenuation) was measured as the time period until.
[표 1][Table 1]
표 1 에 제시된 바와 같이, 구동 전압은 소자 비교예 1 에서 3.84 V 이었으나, 소자 실시예 1 내지 8 에서는 3.61 내지 3.84 V 정도로 낮았다. 추가로, 발광 효율은 소자 비교예 1 에서 6.35 cd/A 이었으나, 소자 실시예 1 내지 8 에서 6.53 내지 8.43 cd/A 정도로 큰 것으로 크게 개선되었다. 동력 효율은 소자 비교예 1 에서 5.20 lm/W 이었고, 이것은 그러나, 소자 실시예 1 내지 8 에서 5.33 내지 7.32 lm/W 인 것으로 크게 개선되었다. 구체적으로, 소자 수명은 비교예 1 에서 55 시간이었으나, 소자 실시예 1 내지 8 에서 187 내지 302 시간으로 크게 연장되었다.As shown in Table 1, the driving voltage was 3.84 V in Device Comparative Example 1, but was as low as 3.61 to 3.84 V in Device Examples 1 to 8. Additionally, the luminous efficiency was greatly improved from 6.35 cd/A in Device Comparative Example 1 to about 6.53 to 8.43 cd/A in Device Examples 1 to 8. The power efficiency was 5.20 lm/W in Device Comparative Example 1, which was greatly improved, however, to be 5.33 to 7.32 lm/W in Device Examples 1 to 8. Specifically, the life of the device was 55 hours in Comparative Example 1, but greatly extended to 187 to 302 hours in Device Examples 1 to 8.
상기 기술한 바와 같이, 일반적으로 사용되는 전자 수송 재료인 화합물 ETM-2 를 사용하는 소자와 비교하여, 본 발명의 유기 EL 소자는 우수한 발광 효율 및 전력 효율을 특징으로 하고, 추가로, 연장된 소자 수명을 제공한다. As described above, compared to a device using compound ETM-2, which is a generally used electron transport material, the organic EL device of the present invention is characterized by excellent luminous efficiency and power efficiency, and furthermore, an elongated device. provides life.
본 발명의 피리미딘 유도체는 양호한 전자 주입 특성 및 우수한 정공 차단력을 갖고, 박막의 형태로 안정하게 남아있고, 유기 EL 소자를 제작하기 위한 화합물로서 호의적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 피리미딘 유도체를 사용함으로써 유기 EL 소자를 제작할 때, 따라서, 고 효율을 획득하고, 구동 전압을 저하시키고, 내구성을 개선하는 것이 가능하다. 이들의 용도는 따라서, 예를 들어, 가전 제품 및 조명 장비로 확장될 수 있다.The pyrimidine derivatives of the present invention have good electron injection properties and excellent hole blocking ability, remain stable in the form of thin films, and can be favorably used as compounds for fabricating organic EL devices. When fabricating an organic EL device by using the pyrimidine derivative of the present invention, it is therefore possible to obtain high efficiency, lower the driving voltage, and improve durability. Their use can thus be extended to, for example, household appliances and lighting equipment.
1 유리 기판
2 투명 애노드
3 정공 주입층
4 정공 수송층
5 발광층
6 정공 차단층
7 전자 수송층
8 전자 주입층
9 캐소드1 glass substrate
2 transparent anodes
3 hole injection layer
4 hole transport layer
5 light emitting layer
6 hole blocking layer
7 electron transport layer
8 electron injection layer
9 cathode
Claims (21)
(식 중,
Ar1 은, 비치환의 비페닐릴 기 또는 페난트레닐 기; 또는 치환기로서 나프틸 기, 페난트레닐 기 중 어느 하나를 갖는 페닐렌 기를 나타내고,
Ar2 는, 비치환의 페닐 기, 비페닐릴 기, 나프틸 기, 페난트레닐 기, 9,9-디메틸플루오레닐 기 중 어느 하나를 나타내고,
Ar3 은 수소 원자를 나타내고,
A1 및 A2 는 양쪽 모두가 페닐렌 기를 나타내고,
A3 은 단일 결합을 나타내고,
B 는 피리딜 기를 나타냄).A compound having a pyrimidine ring structure represented by the following general formula (1-1):
(In the expression,
Ar 1 is an unsubstituted biphenylyl group or phenanthrenyl group; or a phenylene group having either a naphthyl group or a phenanthrenyl group as a substituent;
Ar 2 represents any one of an unsubstituted phenyl group, biphenylyl group, naphthyl group, phenanthrenyl group, and 9,9-dimethylfluorenyl group;
Ar 3 represents a hydrogen atom;
A 1 and A 2 both represent a phenylene group;
A 3 represents a single bond;
B represents a pyridyl group).
제 1 항에 기재된 피리미딘 고리 구조를 갖는 화합물이, 적어도 하나의 유기층의 구성 재료로서 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자. An organic electroluminescent device having a pair of electrodes and at least one organic layer held therebetween,
An organic electroluminescent device characterized in that the compound having a pyrimidine ring structure according to claim 1 is used as a constituent material of at least one organic layer.
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